鐵路信號設備的防雷電綜合措施分析

陳世然（四川省地方鐵路局鐵路工程勘察設計所，成都 610031）

鐵路信號設備的防雷電綜合措施分析

陳世然
（四川省地方鐵路局鐵路工程勘察設計所，成都 610031）

如今的鐵路信號指標上運用著各種大規模的信號設備，特別是集成電路的運用，更是十分廣泛，其中各種不同的信息設備相互交織在一起，而且十分復雜多端，因此對鐵路信號設備的防雷電危害措施也應符合相應標準。本文就雷電會對鐵路信號設備產生的危害做了簡要分析，并闡述了防雷電對鐵路信號設備的必要性，并給出了相應的防雷電綜合措施，希望能為提升鐵路運輸的安全與可靠獻出自己的一份綿薄之力。

鐵路；信號設備；防雷電；綜合措施

前言

雷電會極大的影響到人們的生活以及生命財產安全，特別是在鐵路運輸中，由于鐵路上有著很多大規模的集成電路以及各種低耐壓器件等設備，雷電給鐵路運輸帶來的危害不言而喻，做好鐵路信號設備的防雷電工作是保障鐵路運輸安全必不可少的關鍵成分之一。因此，相關部門更應加強和重視對鐵路信號設備的雷電防護，降低雷電可能帶來的危害，確保人們的安全出行以及鐵路運輸的暢通無阻。

一、給鐵路信號設備帶來的主要雷電危害。

雷電可能會給鐵路信號設備帶來的危害多種多樣，主要可分為這幾種類型。

（一）直擊雷帶來的危害。直擊雷主要是通過帶電的云層直接給地面某一點進行放點，在鐵路系統上則會直接給相關信號設備帶來危害，就比如鋼軌或是信號傳輸線路等等（2）。在實際中，鐵路信號設備會遭受到雷電的擊中概率比較小，但是在制作這些設備時，里面放入了很多微電子設備，而這些微電子設備并沒有很強的雷電抵御能力，一旦天氣變得惡劣，且直擊雷持續不斷的出現時，就很容易損壞掉這些設備的內部構件，相關信號設備便有可能因此面臨癱瘓的現象，這在很大程度上阻礙了鐵路運輸的正常運行，嚴重時，甚至會造成人員傷亡現象的發生。

（二）感應雷帶來的危害。感應雷主要是指云層以及帶電云層間的放電，感應雷并非直接對地面放點，而是通過在電源、相關數據線等這些相關設備上產生感應過壓電，形成電子感應，從而造成危害的發生。它會從埋存在地下的電力線纜、或是傳輸信號線路入侵到信號設備中，這樣線路終端電子設備便會受到損壞。

（三）雷電浪涌帶來的危害。雷電浪涌一定程度上會干擾到鐵路信號設備里的微電子設備，進而影響到正常的通訊。在我國目前的鐵路信號設備中，最為常見的雷擊形式之一便是雷電浪涌。

（四）雷電沖擊波帶來的危害。雷電沖擊波本身自帶的電壓很高，信號設備難以承受這么高的電壓，諸如高壓線、變壓器以及供電系統等這些信號設備在受到雷電沖擊波的入侵后便會受到損壞。

二、鐵路信號設備中防雷電的重要性

我國目前的鐵路運輸行業發展勢頭可謂相當迅猛，鐵路信號系統的結構十分復雜高深，里面的信號設備也越來越精密，這就要求鐵路信號設備的質量以及防雷電措施必須得更進一步加強與提高，不然很容易發生鐵路信號事故。就現今看來，鐵路信號設備很容易受到天氣或是其他因素的影響，尤其是雷電天氣，其帶來的危害更是難以彌補。就比如，在2011年7月23日一趟北京至福州的D301次列車在行駛到溫州市雙嶼路段時，不慎與杭州開往福州的D3115次列車發生追尾事件，造成D301次列車4節車廂掉落高架橋。追尾事故發生后各方迅速展開救援并已初步查明，主要原因便是“動車遭雷擊導致失去動力追尾”。有相關方面的調查顯示，在每10次雷擊事故中，就有3次是因雷電損壞掉鐵路信號設備而致使事故發生（3）。因此，在鐵路信號設備中，加強防雷措施和手段至關重要，而且也具有十分重要的現實意義。

三、雷電綜合防護措施分析

鐵路信號設備的防雷電工作并不是一朝一夕就能做好的工作，而是一項比較系統化且十分復雜的工程，想要更好的提升防雷效果，最好是建立完善出一套健全的雷電綜合防護體系。

（一）前期準備工作。首先應嚴格遵循“”預防為主、防治結合、安全第一”的指導方針，進行鐵路信號設備雷電綜合防護體系的建立或是完善。因此，務必將現場雷電環境評估到位，具體可從這幾個方面入手。

（1）將鐵路信號設備周邊的天氣情況、地理環境、以及雷電活動特征摸清楚，然后依據不同的實際情形，有針對性采取對應的防護措施。

（2）嚴格按照前期全面規劃、中期綜合治理以及后期多重保護等原則，并及時更新設計與優化技術，運用直擊雷防護結合間接雷防護的綜合防護技術，然后進行綜合防護體系的設計。

（3）鐵路信號設備的雷電脈沖抗干擾程度應根據當地的雷電等級與信號系統進行相對應的防護措施，同時，防雷材料的選用應根據不同的條件來進行相應選擇。

（二）防雷防護中信號設備的基本要求。鐵路信號設備是保障鐵路運輸安全和穩定的一項重要設備與前提，所以對其的雷電防護設備要求非常嚴格，具體應該達到這幾項標準。

（1）防雷設備的接入不能影響鐵路信號設備的正常運轉，也不能改變諸如輸出功率以及回路阻抗等方面的性能。同時，還應盡量確保當雷電襲擊鐵路信號設備時，不會影響到列車的安全和穩定運行。

（2）防雷設備的放電特性應符合被保護信號設備中的絕緣耐壓水平，并且為了增強信號設備防雷的可靠性，二者之間還應留有一定的裕度。

（3）為了更進一步控制住雷電過電壓的目的，當信號設備的多級防雷措施啟動時，需確定好各級防雷設備的逐級工作。同時，為了確保大部分雷電能夠流瀉到地里面，上一級通常運用的是啟動速度較快且通流容量較大的防雷裝置。就比如室內信號設備電源饋線防雷分為兩級，在確保裝置通流容量足夠大后，可在室內外的交界處安裝上前級防雷裝置。一級電源防護則可設在離被保護設備較近的地方，這樣當雷電入侵之時，通過兩級保護的逐層啟動，就可有效防御到雷擊。

（三）信號設備防雷措施。

（1）直擊雷的防護措施。在鐵路信號設備上，防護直擊雷的最有效措施就是接閃器，即俗稱的避雷針。若是在信號樓的頂部安裝上接閃器，雷電便會不減反增。因此，為了有效預防直擊雷，降低雷電侵入的概率，應以避雷網作為接閃器安裝在信號樓上，這也可以使信號系統免受雷擊的侵害。

（2）感應雷的防護措施。電磁場的變化是信號系統弱電設備一項較為敏感的地帶，它使感應雷對信號設備的威脅變得更大，所以，務必要加強信號樓內部的防護工作。同時，鐵路信號樓中的雷電脈沖防護等級通常是B級，因此，為了降低感應雷對信號設備造成的危害，因根據第二類防雷防護的建筑物，來進行具體的防雷設計。

結束語

綜上所述，在實際的雷電防護體系構建中，一定要做好前期的準備工作，并嚴格遵循信號設備的具體要求，采取相對應的防雷措施和手段，確保鐵路信號設備系統的安全與穩定運行，才能降低雷電天氣時列車的出行安全，進而有效提升鐵路運輸的安全與穩定。總之，雷電對鐵路信號設備的危害極大，為了進一步確保鐵路運輸的安全、穩定，以及鐵路人員和出行人員人身財產的安全，加強鐵路信號設備的雷電防護工作迫在眉睫。

[1]李永毅,傅茂金,邱傳睿.鐵路信號設備的雷電綜合防護體系[J].鐵道通信信號,2005,09:1-3.

[2]劉鑫東.鐵路信號設備的雷電綜合防護體系[J].電子技術與軟件工程,2016,05:52.

[3]林斌.鐵路信號設備的雷電綜合防護體系初探[J].科技與創新,2014,06:34:38.

[4]張志超.鐵路信號設備的雷電綜合防護體系[J].科學中國人,2015,21:70.

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1007-6344（2016）04-0302-01