浅谈信号设备防雷的重要性

信息技术　２０１３年第６期ｌ科技创新与应用　浅谈信号设备防雷的重要性　马博　（兰州铁路局兰州电务段，甘肃兰州７３００５０）　摘要：根据铁路信号设备的特点以及有关雷电放电的特点，进行了细致的分析，指出雷电对于铁路信号设备所产生的危害。另　外，针对铁路建设中避雷针的使用方法和接地网络结合的设计、电路材料的选择以及设备抗干扰的利用等方面详细介绍有关防　雷的措施设计和施工方法，使设计和施工同步发展提高，加强设备的抵抗雷击的能力。　关键词：铁路交通；信号设备；防雷措施；接地设计　种电路非常灵敏，并具有较强的抗电磁干扰的能力。例如，计算机联　电气化铁路在我国已经得到飞速的发展，再加上铁路信号系统　锁设备中设置在行车室的终端显示器、打印接口等都可以采用这种　对于微电子设备的广泛使用，使得铁路的信号系统发生了质的飞　材质的电路，对数据接口电路来讲，采用光纤电缆是最好的防雷措　跃。众所周知，微电子技术的使用条件是弱电环境，只有在弱点环境　施。　中，微电子设备才会发挥其功能，因此，该设备对于外界的干扰非常　第三，信号系统中的电压来源主要靠感应的雷电干扰和电磁干　敏感，尤其是对雷电等电磁强度较大的现象，被干扰程度就更大。而　扰以及静电和无线电干扰等作用而产生。而铁路信号设备中尤其是　雷电的过程中会有大量的电流产生，造成电磁场发生瞬间变化，所　那些铺设在室外的电缆电线更容易受到雷电的干扰，造成进一步的　以，此时对于微电子设备的危害将会非常严重。　破坏，因此，必须对此做出一定的防护措施。常见的手段就是在信号　据统计，目前雷暴和台风以及暴雨已经成为我国最严重的三大　设备接人口串接相应的电流保护设施，最大限度的抑制雷电对信号　自然灾害，它们的发生将严重影响铁路整个信号设备系统的正常工　设备产生的过电流，避免因过电流在微电子等设备中的流入而造成　作。而雷电原因所导致的设备故障在我国所有的事故总数中占到一　的破坏。　半以上，所以，铁道部开始大力投入对防雷的建设，通过合理的防雷　第四，采用避雷针来防护直击雷的影响。避雷针通常为一根端　措施，提高铁路信号设备的防雷保护工作。　部磨尖的铁棒，通过接地引下线将地电位引至针尖，比被保护物优　１铁路信号设备受到的雷电影响　先产生上行先导，与雷云的下行先导相遇，从而达到引雷人地的效　自然界中所有的脉冲放电过程雷电放电是最为强大的，它对铁　果，使建筑物免受雷电的袭击。预放电型避雷针利用了雷云产生的　路信号设备所造成的危害有很多种形式，常见的有直接雷击和感应　空间电场强度，使周围的空气发生电离，空气离子在空间电场的作　雷击形式，也有雷电反击的形式。因雷电所产生的电磁能量高达几　用下加速接近雷云，从而使迎面先导提前与雷云的下行先导相遇，　十万伏特，雷电的这一特点是造成铁路信号干扰的直接因素。由于　使得引雷的可靠性和半径提高，增强了保护性能，因此，可以用预放　雷电在瞬间释放的电磁能量极高，电流甚至能达到二十万安，并且　电型避雷针来保护铁路信号设备。　持续时间很长，而铁路上的钢轨对于这个极大的脉冲有很大的阻抗　铁路信号设备的防雷问题是一个综合性的工作，不但要注重设　功能，使雷电放电的电流大部分流入土地。但是，在接地电阻的影响　计的合理性，更要重视施工工艺技术。只有设计、施工共同发挥优　下，雷电放电的电流就容易在人地点的周围形成另一种强大的电　势，才能确保铁路信号设备的防雷可靠性，提高防雷质量。　流。　３铁路中信号设备的防雷分析　因雷电而引起的铁路信号设备危害很常见，其中最为常见的危　随着我国现代科技水平的提高，铁路信号设备不断实现电子　害有：　化，并且该趋势进步的幅度很大。微电子设备能否实现稳定的运行　①信号设备很多属于地面突出物，而雷电脉冲将在信号设备上　是现在面临的重要问题。由于雷电所释放的电脉冲而产生的过电压　产生过电压和过电流，进而损害信号设备。　以及过电流会严重破坏电源系统和信号的传输通道，进而威胁铁路　②室外信号设备等存在很多接地系统，如果接地的电阻出现不　的正常安全运行，因此，加强完善信号设备的防雷工作是当前重要　均衡的分布时，在遭遇雷击过后就会出现很大的电位差，这就极易　的工作。　造成信号设备的损害甚至是人员伤亡。　为有效的防止雷害影响造成的设备故障发生，给正常的运输生　③室外信号设备在遇到雷电时，尤其是严重的雷击过后，产生　产秩序造成严重影响。在电源防雷方面，我们在电源屏前加装交流　的巨大电流会沿着钢轨或电缆线路传递，很容易使室内设备严重受　电源防雷保安器，提高了信号两路电源对由雷电所产生的静电场、　损。　感应场和幅射场的干扰能力；在地线整治方面，根据不同电阻率的　综上所述，对于铁路信号设备进行一定的防雷措施是很有必要　土壤，采用不同的材料构成接地网，使每个站的防雷地线都在规定　的，只有完善信号设备的防雷措施，才能保证设备的安全运用。　范围内。在机房环境方面，采用法拉第笼进行电磁屏蔽，有效抗御直　２铁路中的信号设备有关防雷措施　击雷，并降低雷电电磁干扰。经过改造，目前，信号设备防雷能力得　防雷是一项要求很高，操作复杂的工作，若要进行有效的防雷　到提高，事故明显减少，在防雷工作上取得了一定的成效。　措施，就需要从综合防雷和具体防雷两个方面进行分析，我们不可　４结束语　能仅仅依靠几种先进的防雷措施加上先进的防雷装置就能完全避　现在，对于铁路建设中的信号设备防雷工作的要求越来越严　免雷击现象的发生，完全消除过电压等造成的对信号设备的影响。　格。它已经是铁路部门集中注意的综合性问题，要完善信号设备的　因此，必须根据雷害的破坏途径进行综合分析，排除可能导致雷击　防雷系统必须从接地网路结构设计以及设备材质的选择等方面进　破坏的因素，利用综合防雷的措施方法，避免雷击对信号设备的损　行同步实施。并在此基础上做好防雷设计以及防雷施工工作，在两　害。而常见的综合防治方法有接闪法，也就是通过避雷针等避雷设　方面共同的作用下，才会实现铁路中信号设备的高效防雷效果。　备的使用最大限度的做到雷电向大地流人。此外还有均压和屏蔽的　参考文献　防治方法，分流也是重要的防雷措施。　［１】涂序跃、刘敏军，铁路信号设备的雷害分析及防雷措施【Ｊ］．电气化　具体的防雷措施有以下几种：　铁道，２００６（１）．　第一，埋设网状的接地设备，这是铁路信号防雷中的常用手段。　［２］葛建平，铁路信号设备防雷方案叭铁路通信信号工程技术，　在建筑物中埋设电力线缆，将信号楼与通信楼之间采用公用的接地　２０１０，７（３）．　系统，使每座楼中的电子设备能够共同使用一组接地装置，而形成　［３］骆丽、李哲英、李晓光，铁路信号设备现场总线系统的防雷研究　．　统一的联合接地网。下面我们可以进一步分析接地设备的相关工作　工业控制计算机，１９９９，１２（５）．　原理，首先，雷电在接地设备的作用下，将电流大量的引入大地；然　［４］张雷奎，铁路信号设备综合防雷分析【Ｊ］．煤矿机械，２００６，２７　后，把引入的电流在进人大地时做到雷电分流处理，避免过电压的　（１０）．　出现；再次，均衡处理建筑物中各点之间的点位，严禁出现电位差进　而危害设备的现象发生；最后，必须做到建筑物能够最大限度的接　地，避免雷击时对接地点电位造成影响而损坏设备。　第二，尽量采用光纤电缆数据通信和测控技术的接１２１电路，这　引言　一３５—