軌道交通系統的防雷安全

周旋 劉元林 林建忠

摘要：隨著城市化進程的不斷加快，城市軌道交通掀起了建設高潮，作為大容量的現代化交通工具，城市軌道成為越來越重要的公共交通運輸載體。迄今為止，國內外軌道交通系統遭受雷擊的事件也是時有發生，直接影響到軌道交通的安全運行，因此，做好軌道交通系統防雷至關重要。文章在分析軌道交通系統雷擊原因的基礎上，提出了一系列防雷應對措施。

關鍵詞：軌道交通；雷擊；危害；防雷措施

雷電是一種自然災害，城市軌道交通的通信系統、信號系統、綜合監控系統、自動售票系統、火災自動報警系統等具有高度集成化和自動化，設備靈敏度高，抗干擾能力差，一旦遭受直接雷擊或附近區域雷擊，產生的過電流、過電壓和電磁脈沖將通過供電線路、通信線路、接收天線、空間電磁感應等侵入建筑物及設備。所產生的瞬時高壓、大電流會直接影響網絡系統、服務器、計算機、信號繼電器聯鎖、計算機聯鎖、間隔自動閉塞等智能精密設備，造成誤動作，嚴重時甚至會造成設備損壞，影響到軌道交通系統的安全運行。因此，有必要加強對軌道交通雷電災害的重視，采取有效的防護措施。

1 軌道交通雷擊概述

軌道交通作為一個高度集中的工程項目，對雷電活動非常敏感。根據雷電放電的特點，高架線站、列車接觸網、地面停車場、車輛段、地下車站出入口、冷卻塔等容易成為雷擊的目標。雷電對地鐵地面線接觸網的影響最為顯著，其不僅對接觸網造成物理破壞，而且對列車運行系統構成嚴重威脅。此外，雷擊高架站、高架橋、接觸網等附近區域的線路，在對建筑物（結構）造成物理破壞的同時，對綜合監控、自動售票、屏蔽門等系統也會帶來嚴重威脅。

2 軌道交通的主要防雷安全措施

軌道交通雷電防護應重點注意以下方面：

（1）采用接觸網饋電的高架區間及地面區間，雷電防護應符合相關標準GB50157—2013《地鐵設計規范》的要求：“地上區段架空接觸網應設置避雷器，其間距不應大于300m。在隧道入口和為地上線接觸網供電的隔離開關處應設置避雷器。”在地面區段、高架橋區段，架空地線應每隔200m設置火花間隙；架空地線可兼作避雷線。避雷器與火花間隙的工頻接地電阻不應大于10Ω。高架橋梁應利用橋墩作防雷接地裝置。

（2）采用接觸軌饋電的高架及地面區間牽引電源，除了在牽引變電室的正、負母線柜和車站端頭開關柜內設置專用SPD外，建議分別在接觸軌和走行軌上按一定的間隔（如200m）交錯對地安裝雷電流放電器件或類似功能的SPD，增加雷電流就近泄放入地通道，降低軌道與道床之間的電位差，保護軌道對道床的絕緣，降低雷電高電位對軌道旁的信號設備、通信設備的影響。

（3）信號、通信、綜合監控、屏蔽門等電子系統設備應綜合運用屏蔽、接地、等電位聯結、SPD等雷電防護措施，減小沿電源線路及信號線路進入室內的雷電流，減弱雷電電磁場對設備及線路的感應，均衡各系統、各設備之間的電位差，限制線路出現過電壓。

（4）車輛段、停車場、車站出入口、風亭以及冷卻塔等地面建（構）筑物或電氣設備，嚴格按GB50057—2010《建筑物防雷設計規范》的要求采取防雷措施。

3 軌道交通防雷檢測

為有效預防地鐵建筑設施及設備系統遭受雷電的襲擊，應依法委托具有雷電防護裝置檢測資質的單位定期開展檢測工作，查找隱患問題，為防雷減災工作提供良好手段。

3.1 具體檢測內容

（1）建筑物外部防雷檢測

包括對地上站、停車場、車輛段及主變電所等建筑物外部防雷的檢測。

（2）建筑物內部防雷檢測

包括對供配電設施、環控系統設施、通信系統、信號系統、安全門系統設施、自動售檢票系統等設備設施強、弱電防雷裝置的檢測。

（3）區間

包括對區間內的接地干線、信號設備及廢水泵房等設備設施防雷的檢測。

3.2 具體檢測方法

3.2.1 建筑物外部防雷設施

檢測建筑物屋面防雷設施的材質規格、連接方式、接地電阻是否符合要求，檢測各建筑物引下線的材質規格、連接方式及引下線間距是否符合要求。檢測屋面金屬設備的接地路徑及接地電阻是否符合要求。

3.2.2 建筑物內部防雷設施

（1）供配電設施

逐個檢測低壓配電室及配電間內配電柜的接地方式及接地電阻是否合格、低壓進線柜內是否安裝SPD及安裝的SPD參數和接地線線徑是否符合規范要求、SPD的狀態指示是否正常，檢測高壓變電室內的均壓環的接地方式及接地電阻是否合格。

（2）環控系統設施

逐個檢測環控室內的環控柜及環控設備的接地方式及接地電阻是否合格（包括空調機組、TVF風機、UO風機、風冷機組等），檢測重要設備前端配電柜內是否安裝SPD及安裝的SPD參數和接地線線徑是否符合規范要求，SPD的狀態指示是否正常。

（3）通信系統

檢測機房設備柜及機房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設備（包括通信機房雙電源箱、時鐘機柜、CCTV機柜、廣播機柜等）前端配電柜內是否安裝SPD及安裝的SPD參數和接地線線徑是否符合規范要求，SPD的狀態指示是否正常。

（4）信號系統

逐個檢測信號機房設備柜及機房接地排的接地方式及接地電阻是否合格。

（5）安全門系統設施

逐個檢測安全門機房設備柜及機房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設備前端配電柜內是否安裝SPD及安裝的SPD參數和接地線線徑是否符合規范要求，SPD的狀態指示是否正常。檢查安全門門體與軌道是否做等電位連接及安全門門體之間是否做等電位連接和等電位連接的過渡電阻是否合格。

（6）自動售檢票系統設施

逐個檢測AFC機房設備柜及機房接地排的接地方式及接地電阻是否合格以及重要設備前端配電柜內是否安裝SPD及安裝的SPD參數和接地線線徑是否符合規范要求，SPD的狀態指示是否正常，檢查現場閘機的連接路徑及接地電阻是否合格。

（7）其他需要進行防雷檢測的設備設施。

3.3 區間

逐個檢測區間內的接地扁鋼及其他設備設施的接地電阻是否符合要求。

4 防雷安全管理

（1）軌道交通系統的防雷安全應從工程建設的源頭抓起。新建線（場、段、站）應采取有效的防雷技術措施，防雷裝置的設置及防雷措施的運用應納入技術審查及監管范圍，雷電防護工程與其他相關主體工程應同步設計、同步施工、同步驗收。

（2）建立健全防雷裝置檢測制度。根據國家有關規定，投入使用后的防雷裝置應定期檢測，建（構）筑物及電子系統防雷裝置應每年檢測一次。防雷檢測應在雷雨季節前完成。

（3）管理部門應強化對防雷安全工作的管理。如建立雷電預警系統，健全雷電防護應急預案，安排專人負責防雷裝置的日常維護，及時檢查防雷裝置的狀態，對存在的隱患及出現的問題及時排除。

5 結語

軌道交通系統的防雷安全應從源頭抓起，強化直擊雷防護設計，完善信號、通信、控制及牽引電源系統的雷擊電磁脈沖防護及過電壓防護，采取綜合全面的防雷安全體系，注重運營后防雷安全工作的管理與落實，保證軌道交通系統的防雷安全運行。

參考文獻

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（作者單位：溫州市氣象局）