關于鐵路信號設備的雷害及防雷措施

李雙河

（中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北省武漢市 430073）

鐵路工程是一項重要的民生工程項目，歷經長時期的發展，涌現了大量的先進技術，在新時代背景之下，針對鐵路運行效率與安全性能方面提出了更高的要求，鐵路信號設備的自然災害應對能力也需要大力提升。通過提升鐵路信號設備的防雷性能，可以減小雷害對設備產生的影響，保證鐵路的安全運行。因此，本文重點探討鐵路信號設備常見雷害與防護措施。

1 鐵路信號設備雷害產生原因分析

（1）設備的防雷設計不完善。在對鐵路信號設備進行防雷設計時，因為防雷設施配置不合理，電纜通道防雷性能較差，會降低鐵路信號設備的防雷水平。

（2）設備內部的防雷元件靈敏度較差。在鐵路信號設備防雷系統當中，微電子設備對電壓變化較為敏感，所以，在設置防雷元件時，相關人員盡可能選擇靈敏度較高的微電子設備。但是，結合大量的鐵路信號設備運行現狀得知，由于防雷元件反應速率大于微電子信號設備敏感度，使得鐵路信號設備內部的防雷系統容易出現故障，防雷系統的重要作用無法得到充分發揮。

（3）鐵路工程施工期間對防雷問題缺乏重視。一般情況下，鐵路工程項目施工布線期間，因為施工單位沒有綜合考慮防雷問題，降低了工程布線施工的合理性，使得鐵路信號設備在后續的運行期間出現較多故障[1]。

2 提升鐵路信號設備防雷水平的有效措施

2.1 明確鐵路信號設備雷害類型

2.1.1 感應雷

當天空當中的雷云相互交錯放電，亦或是雷云與大地間出現放電現象，會產生較大的電磁感應，電磁感應會侵入到四周的埋地電力線與戶外傳輸信號路線當中，對終端與串聯在路線當中的電子設備產生較大影響。

2.1.2 雷電涌浪

最近幾年來，雷電涌浪現象越來越多，此種雷害方式的產生原因是微電子設備的大量使用引起的，而且其帶來的危害越來越大，已經引起相關部門的重視，出臺了大量的防護措施。對于大部分的電子設備來講，其出現雷害現象的主要原因并非是雷擊引起的，在出現雷擊現象的過程當中，會產生相應的感應現象，感應電流浪涌主要發生于電源與通訊線路當中。

2.1.3 直擊雷

一般來說，直擊雷發生在雷暴范圍，雷害方式比較直接，可以直接作用于鐵路信號傳輸線路與鋼軌當中，引發對地放電現象。因為直接雷擊現象較為罕見，而且發生概率比較小，但是，如果出現直接雷擊現象，對微電子設備會產生嚴重危害[2]。

2.2 鐵路信號設備的外部防雷對策

2.2.1 科學埋設網狀接地

為了保證鐵路信號設備防雷性能得到更好提升，相關人員可以在信號樓的四周科學埋設網狀接地，網狀接地電阻不能夠超過1.0Ω，將較多的電流直接輸入到大地。要想避免雷電所產生的過電壓危害設備，當雷電輸入大地時，需要采取良好的分流措施，將雷電流進行分流處理。

此外，電位差會對鐵路信號設備產生較大危害，要想避免此種危害現象的出現，要求相關保持建筑物各點點位的均衡性。如果出現雷擊建筑物現象，接地點電位會損害各項鐵路信號設備，所以，相關人員要嚴格檢查建筑物接地狀況，避免出現雷害現象。

2.2.2 設置屏蔽接地棚

屏蔽接地棚，又常被人們稱作法拉第籠，通常設置在鐵路信號設備的頂部與周圍，利用導電性較好的鍍鋅銅條，將接地網進行有效的連接。信號樓的內部包含了大量的小功率電氣設備，包括電壓較低的電子邏輯系統與遙控系統，為了保證這些設備的安全運行，減小雷擊對設備產生的損害，在條件允許的基礎上，可以有效設置屏蔽網。結合有關規范標準能夠知道，該網格的規格不能夠超過3.0m×3.0m，網格需要全部壓環處理，并采用避雷帶進行等電位的連接。通過采用上述防雷害措施，可以保證雷電流能夠有效的引入到大地，雷電流可以得到更好分流，減小局部電壓對鐵路信號設備產生的雷擊危害[3]。

2.3 鐵路信號設備的內部防雷對策

（1）采取等電位連接模式。為了更好的提升鐵路信號設備等電位連接水平，室內設備的金屬管線與窗柵，包括地線均需要與地柵保持緊密聯系，采用不規則法拉第籠操作方法，可以起到良好的屏蔽作用。當出現雷擊現象時，引下線與接地體能夠將雷電流有序、安全的引入到大地，接地體四周也會出現放射性點位，當其他的電子設備靠近，會產生上萬伏入侵電壓。等電位連接的核心目標是將此電位差有效消除，利用過壓保護器，將信號線與接地線進行等電位連接[4]。

（2）將過電流保護器件有效串接。鐵路信號設備內部系統產生浪涌電壓，會引發過電流現象，為了防止過電流危害微電子設備，相關人員務必在信號入口位置，安裝過電流保護設備。無線電高壓與電磁干擾是影響鐵路信號正常運行的核心因素，再加上鐵路信號設備自身因素，大部分纜線鋪設于戶外，受到的雷電干擾特別大，所以，做好相應的設備防護工作特別重要。

通過采取等電位連接模式，并將過電流保護器件進行有效串接，可以延長鐵路信號設備的運行時間，提高鐵路信號設備的安全性。

2.4 防雷注意事項

（1）重點檢查隱蔽工程的質量。施工單位要重視隱蔽工程施工質量，監理單位需要加強監管力度，如果發現某部位的地網斷開，容易出現等電位失效現象，因此，地網之中的各個連接部位需要采取焊接方式，并做好一系列的防腐工作。在我國北方地區，施工單位需要安裝地線測試極，保證在溫度較低的條件下，地網接地電阻可以穩定運行。

（2）各級防雷器參數要滿足規定要求。防雷器通流量在分區分級配置環節，如果發生不匹配現象，當雷電流侵入期間，后一級的短斷路器會將前一級短路基扣掉，系統容易出現大面積停電現象，相關人員需要進行科學的配置。

（3）組合架的穩定連接。機械室內部的同一排組合架等電位連接采取多股銅導線連接，此種連接方式存在缺陷，當某個組合架連接點出現接觸不良現象，組合架會出現等電位連接不當現象。所以，相關人員可以采取和同一排組合架長度相等的紫銅排與組合架進行并聯，可以保證此問題得到有效解決[5]。

（4）既有機房防雷貼面柜施工要點。在原有機房防雷貼面柜施工環節，要提升配電施工的安全性，引線需要安裝在分線盤前部端子之上，既有的螺絲背帽保持不動，然后再安裝螺絲帽，減少端子拆卸所帶來的安全隱患。

3 結束語

綜上所述，通過對提升鐵路信號設備防雷水平的有效措施進行全方位的分析，例如明確鐵路信號設備雷害類型、科學埋設網狀接地、設置屏蔽接地棚、設置屏蔽接地棚、采取等電位連接模式、將過電流保護器件有效串接等等，可以顯著提高鐵路信號設備的防雷性能，減小外界雷擊對鐵路信號設備產生的影響。