關于鐵路站場通信、信號綜合防雷技術分析

魏靜巍 魏巍

【摘 要】由于在汛期雷雨季節，雷電較多，雷電通過電線路、鋼軌襲擊信號設備，會直接影響鐵路運輸的安全，因此，鐵路部門切實提高防雷工作標準，做好防雷的相關技術工作，確保鐵路的安全運行。本文對鐵路站場通信＼信號綜合防雷技術進行了探討分析。

【關鍵詞】鐵路站場；信號綜合；防雷技術

一、雷擊的種類

雷擊分類兩類，一類是直接雷擊，另外一類是感應雷擊。直接雷擊就是雷電直接擊中建筑物、結構物、樹木、動物以及自然界中的任意一種物體，這是一種自然現象。直擊雷電在發生時，同時伴隨著能量的轉換以及混合力的相互作用。直擊雷產生的電效應、熱效應、機械效應有可能直接摧毀建筑物、結構架構，更嚴重者將導致人員的傷亡。感應雷擊也叫作二次雷擊，是通過雷云之間，或者雷云對地面產生放電作用，導致周邊的架空線路、填埋線路、金屬管線以及相應導體上產生一定數值的感應電壓，電壓通過導體傳導至設備處，損壞機械設備。

二、雷電基本防護控制點

防雷工作可以歸結為分流、平均電壓、接地和屏蔽等技術的聯合體，只有充分考慮這些技術手段，遵照技術規范，才能夠達到理想的效果。實際的防雷工作中，要制定合理的防雷方案，全面管理與防護，包括以下幾個方面。

1.控制雷擊點。設計要依據滾球法，合理選擇避雷針，之后進行正確安裝，通過避雷針作用于不同的控制點，避免微波塔、天線等設施遭受雷擊。

2.正確引導雷電入地網。為了避免雷電流引發側向跳火，不與周圍的設備、電源、信號電纜產生電磁感應，應該使電子設備與雷電流之間保持一定的距離，也可以通過多層屏蔽線路來實現。

3.設置低阻抗地網。將降阻設備、化學地極、銅帶聯合使用，能夠使沖擊接地阻值降低，將雷電能量釋放至大地。

4.等電位連接。為了避免電位反擊現象發生，可采用等電位的連接方式。根據標準和規范的規定，采用聯合接地和等電位接地方式連接，避免電位反擊所造成的機械設備故障。

5.防護電源浪涌沖擊。電源的接線位置設置一些質量過關的電源避雷裝置，能夠有效抑制雷擊浪涌產生的沖擊。同時，多利用接地的方式，安裝合格的信號避雷器，能夠避免雷擊浪涌信號進入設備，進而導致設備故障。

三、鐵路通信防雷技術措施

（一）安裝防雷保安器

鐵道行業標準TB/T3074-2003《鐵道信號設備雷電電磁脈沖防護技術條件》和TB1007-2006《鐵路信號設計規范》規定，所有與外線或鋼軌連接的含電子器件的信號設備，在線路與設備的端口處應當裝設專用防雷保安器。一般可對電源從室外進入室內的界面做第1級粗防護，泄放大部分雷電流；在機房電源、即電源屏等前做第2級粗防護或細防護；最后對用電設備，在UPS前做第3級細防護.由于第3級細防護的保護對象直接是信號設備電源，因此要求細防護保安器在雷擊時殘壓較低。由于空氣間隙、氣體放電管并聯在電源線后，在雷擊時會產生續流，導致電源短路；單純壓敏電阻器并聯在電源線后，由于電源正向波動時會出現劣化，導致電源短路，因此無人執守的機房和區間信號設備的電源防雷器，不得單獨使用空氣間隙、氣體放電管，壓敏電阻器等元件。

原則上，信號電纜與信號設備的界面應當都置防雷保安器。由于車站信號設備的進線很多，建議在電纜進入信號樓時，設置防雷柜集中防護，以便維護、更換和有問題時查找故障。防雷柜中的防雷保安器可以采用單級或多級。最后的殘壓應當限制在被保護信號設備端口的耐過電壓水平以下。ITU-TK20和K21建議，有條件的信號設備本身應當在內部設置防雷單元，以增加信號設備本身的抗擾度。防雷保安器接入信號系統后，不得改變原信號系統的性能，不得影響被防護設備的工作。

（二）采取屏蔽措施

為了減少外界雷電電磁干擾，除機房采用法拉第籠屏蔽措施外，室外電力電纜、通信電纜、塔燈電纜以及其他電纜進入通信機房前一定要采取屏蔽措施。（1）架空電線由終端桿引下后應改用屏蔽電纜，進入室內前應水平直埋l0m以上，埋地深度應大于0.6m，屏蔽層兩端應接地；如非屏蔽電纜則應穿鍍鋅鐵管，并平行直埋10m以上，鐵管兩端接地。（2）室外通信電纜應采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地，電纜進入室內前應水平直埋10m以上。（3）機房內的電力電纜（線）、通信電纜（線）宜采用屏蔽電纜，或敷設在金屬管內。（4）特殊地段采用無金屬光纜。光纜線路雷害嚴重地區應采用特殊結構的防雷光纜，無金屬光纜適用于雷區和電力線感應嚴重的地區。能減少和防止損傷，但由于沒有防潮層，在有水的地區潮氣容易滲透。由于沒有金屬件，維護中發生故障時，地下探測極為困難，因此僅限于特殊地段才采用金屬光纜。這些措施對防止干擾是十分必要的，過去沒有采取這些措施的，應有計劃的逐步改進，有的非屏蔽電纜，也有采取兩個半面的鐵管或金屬管合起來作為電纜屏蔽層，這是對已運行中的非屏蔽電纜采取變通辦法，是否可行，具體情況需再做分析。

（三）通信鐵塔的接地與防護

（1）鐵塔地網應采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，將鐵塔四個塔腳地基內的金屬構件焊接連通，鐵塔地網的網格尺寸應不大于3m×3m。（2）鐵塔地網與機房地網邊緣距離大于15m時，鐵塔地網與機房地網宜相互獨立，分開設置。（3）鐵塔地網與機房地網邊緣距離在15m以內時，應采用不少于2根40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，在地下將鐵塔地網與機房外環形接地體焊接連通。熱鍍鋅扁鋼上應均勻設置垂直接地體，間距宜為垂直接地體的長度的2倍，以利于雷電流的充分泄放。（4）機房被包圍在鐵塔四腳內時，鐵塔地網與機房的基礎地網應聯為一體，機房外設環形接地體應在鐵塔地網外敷設，并與鐵塔地網多點焊接連通。機房被包圍在鐵塔四腳內時，機房頂可不再敷設避雷網、帶。（5）當鐵塔地網的接地電阻值達不到要求時，可敷設輔助地網，適當擴大地網的面積。即在地網外圍增設1圈或2圈環形接地裝置。環形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，水平接地體周邊為封閉式，水平接地體與地網宜在同一平面上，環形接地裝置與地網之間以及環形接地裝置之間應每隔5m相互焊接連通一次；也可在鐵塔四角設置輻射式接地體，延伸接地體的長度宜限制在10-30m以內。環形接地裝置的周邊可根據地形、地質狀況決定其形狀。綜上所述，在開展鐵路通信綜合防雷工作時，需要全面分析鐵路的實際狀況，防雷措施中存在的缺陷，并及時針對問題和缺陷采取有效的解決辦法。建立一個全面可靠地防雷系統，保證鐵路內部建筑以及通信設備的安全，避免設備和人員由于直接雷擊或者感應雷擊而受到損害。

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