铁路信号设备防雷措施探讨

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【摘要】近年来，我国的铁路系统不断地发展，在技术方面有了较大的进步，其中，铁路信号技术的应用就是一个突出的表现。然而，铁路信号设备主要由电力电控系统构成，因此容易受到雷电的影响，如何有效地防范雷电灾害，使铁路信号系统能够正常顺利地运行是一个需要重点思考的问题。本文对铁路信号设备面临的雷害类型进行分析，在此基础上，提出相应的防雷措施。

【关键词】铁路信号设备；雷电灾害；防雷措施

1铁路信号设备面临的雷害类型分析

1.1直接雷击

当铁路信号设备处于雷暴活动区域中，雷电可能会直接对信号传输线、钢轨或者建筑造成点击，从而导致铁路信号设备的运行出现问题。一般来说，直接雷击发生在铁路信号设备上的可能性并不高，但目前大部分铁路信号设备对于直接雷击的防御能力较弱，有些设备甚至根本没有防御能力，一旦发生直接雷击问题的时候，就会对铁路信号设备造成严重的破坏，威胁到铁路系统运行的安全[1]。

1.2轨道电路

我国铁路系统中轨道电路主要由钢轨构成，其位置一般要高于地平面。由于这种建设的方式，在雷雨天气时，雷电容易由钢轨进入到轨道电路，进而破坏铁路信号设备。同时，雷击可能会破坏轨道附近的桥梁、树木等，从而影响铁路的轨道电路。

1.3雷电浪涌

随着技术的发展，电子设备在我国铁路系统中的运用越来越多，一方面显著地提高了铁路系统运行的效率，另一方面也形成了一种新的问题，即雷电浪涌，主要是在出现雷击现象的时候，由电源与通讯线路之间发生的电流浪涌引发的。

1.4感应雷

当雷云对大地之间进行放电，或者雷云互相放电的时候，就会形成电磁感应的现象。电磁感应容易对附近的信号线路、信号电缆和埋地电力线形成影响，进而损害铁路信号设备。这一雷害问题称为感应雷。与直接雷击相比，感应雷的危害程度较小，但铁路信号设备中的电子元件数量较多，感应雷不仅会影响设备当前的运行，还会为后期的维修带来一定的困难。此外，感应雷还容易引起铁路信号设备显示错误的问题，从而影响铁路系统的正常运行。

2铁路信号设备的防雷措施

2.1室内防雷措施

2.1.1安装过电流保护设备在铁路信号设备的入口处安装串接过电流保护设备，可以有效地防范雷电浪涌的问题。造成雷电浪涌的主要原因有无线电、电磁感应、静电以及感应雷等。在铁路信号设备的周围往往会有电缆电线，雷电容易对这些电缆电线产生干扰，进而影响到设备系统的整体运作。通过串接过电流保护设备的安装，可以对浪涌电压形成的过电流形成有效的控制作用，从而避免电子设备受到过电流的损害。

2.1.2实施分级保护方式根据国家标准规定，需要对380V的低压线路实施三级过电压保护措施，主要采取安装避雷器或者保护器的方式，具体来说，一级保护的安装位置为高压变压器的后端到二次低压设备总配电盘间的电缆内芯线两端；二级保护的安装位置为二次低压设备总配电盘至配电间电缆内芯线的两端；三级保护的安装位置为关键信号设备的前端。通过这种方式，可对铁路信号设备形成有效的防护作用，要注意的是，需要采用较高性能的避雷器或者保护器，才能起到理想的效果。

2.1.3确保电位均衡连接在雷电侵入铁路信号设备的时候，会在建筑周围的地面出现强烈的电流，使电位呈现放射性。假设铁路信号设备建设在该范围内，会由于电位差的缘故而导致电压入侵的问题，从而破坏信号设备。对此，应当在电源线、金属管道、接地线以及信号线等部分装配过电压保护设备，以达到消除电位差的效果，实现电位均衡连接。同时，还要根据这一标准对防护层的接口处进行处理。一般来说，可以把铁路信号设备的金属管线、窗栅以及地线与地栅连接起来，使铁路信号设备内部的金属骨架与部件构成屏蔽接地栅，以此来防止由于雷电灾害造成的电位差对铁路信号设备形成的危害。

2.1.4采取光纤传输的方式光纤对于电磁感应具有较强的抗干扰能力，在铁路信号设备中，也可以采取光纤传输的方式，比如在设备的接口处，可以采用数据通信接口，通过光纤传输来确保协议通信及时顺利地完成，防止雷电的干扰。

2.2室外防雷措施

2.2.1设置避雷针为了避免雷电对铁路信号设备形成直接性的冲击，应当在铁路信号设备较多的地方设置避雷针。工作人员需要对该区域的铁路信号设备分布情况进行分析，科学准确地设定避雷针的位置，使其地线与铁路信号设备的电线电缆距离在20m以上，以发挥避雷针应有的作用，对区域内的铁路信号设备形成保护作用，防止避雷针在直接冲击下产生电磁感应而影响铁路信号设备。

2.2.2铺设接地网在铁路信号楼的周围，可以通过铺设接地网的方式将电流引到地上，从而防止过电压影响到信号设备的正常运行。通常情况下，接地网采用铜包钢的材料，通过垂直的方式进行接地，间隔大约在2.5米，接地网的电阻应当与贯通接地线相互连接，并且电阻值应当不超过10Ω。

2.2.3建设防雷塔如果区域内铁路信号设备较为密集，可以通过建设防雷塔的方式来避免雷电灾害。在铺设线缆的过程中，要尽可能防止交叉现象的出现，要严格按照规定的距离标准，将线缆与防雷塔之间的距离控制在3m内。

2.2.4屏蔽接地栅在铁路信号设备附近，可设置屏蔽接地栅，将其与接地网连接起来。屏蔽接地栅通常采用具有较好导电性的镀锌铜条，也叫作法拉第笼。铁路信号源是由遥控、小功率电气设备以及电子逻辑系统构成的，因此有必要设置对应的屏蔽网，按照相关标准要求，在安装屏蔽网时应当使用避雷带，规格不大于3m×3m，以确保能够达到等电位连接的效果。

3结语

综上所述，雷电对于铁路信号设备有着较强的影响作用，一旦发生问题，就会直接影响到铁路系统的运转。因此，有必要采取一定的防雷措施，通过室内外防雷方法的结合，避免直接雷击、轨道电路、雷电浪涌以及感应雷等带来的损害，提高铁路信号设备对于雷电的抵御能力，确保铁路系统的正常运行。

参考文献

[1]彭忠伟.雷电对铁路信号设备的危害及防雷整治[J].技术与市场,2020,27(02):138-139.

作者：张枨 单位：绍兴市越城区气象局