浅谈铁路信号设备的防雷方法
我国的铁路系统伴随着不断的发展，已经在科技方面有了很大的应用。铁路信号的科技应用就是一个非常显著的应用实例。文章主要针对铁路信息设备的防雷工作进行详细的阐述和分析，希望通过文章的阐述和分析能够为我国铁路信号的防雷发展贡献力量。
标签：铁路；信号设备；系统防雷；雷电灾害
我国电子科技技术不断的发展促进了我国的电子科技产品的应用越来越普及。现阶段电子科技在我国的铁路系统也有很大范围的应用。我国铁路系统中的自动化程度逐渐的提升，给我国的铁路系统的运行带来了很多的帮助和便利。可以说我国铁路运输之所以成为我国主要的交通运输方式，很大程度上是因为铁路系统提升了自动化的应用。铁路的运输离不开铁路信号的指挥，铁路信号的自动化程度的提升能够为我国的铁路系统的运输带来准确的指挥信号，能够提升我国铁路系统的运行效率，避免运行事故的发生。但是电子设备还有一个非常明显的缺陷，这就是电子设备受到外界信号源干扰的几率非常大，尤其是对于雷电的防护。电子设备对于雷电的防护非常差，这对于铁路系统来讲是一个隐患。铁路信号对于铁路系统的运行是非常重要的，但是一旦铁路信号设备受到了雷电的破坏，就会影响铁路系统的正常运行，严重的会导致铁路系统的运行事故。虽然我国现在对于铁路信号设备进行不断的升级改造，但是铁路信号设备的防雷问题还是没有很好的处理方式。针对这样的情况，就要求我国的相关的铁路信号的设计人员对信号设备的防雷系统有非常周全的考量，尽量的避免信号设备受到雷电的损害。
1 我国的雷电灾害问题
对于铁路系统影响最严重的两种雷电形式分别是：直击雷电和感应雷电。直击雷电就是直接对铁路系统中的信号设备进行破坏，直击雷电具有很强的破坏能力，但是直击雷电的发生概率较小。感应雷电在发生的过程中，释放出的磁场会对铁路信号设备进行严重的干扰和干涉，这种干扰对于整个铁路系统来讲危害性不大，通常情况下不能够给铁路信号设备造成严重的破坏，但是感应雷电的发生概率非常的频繁，会干扰铁路系统的正常运行，因此无论是哪一种雷电形式，我们铁路系统都要给予足够的重视，积极地进行防雷系统的建设。
2 我国铁路信号设备在防雷方面的主要方法
关于我国铁路信号设备在防雷方面的主要方法的阐述和分析，文章主要从两个方面来说。第一个方面是铁路信号设备的室内防雷方法。第二个方面是铁路信号设备的室外防雷方法。下面进行详细的阐述和分析。
2.1 铁路信号设备的室内防雷方法
铁路信号设备防雷要点分析 经济的快速发展使得我国各地之间的人员与物资的联系更为紧密，交通的便利也使得我国的经济发展更富有活力。随着我国铁路网络的不断完善铁路已经成为了我国最重要的陆上交通方式。随着铁路运量的增加做好铁路列车的调度是确保列车安全运行的重要保证，在铁路列车的调度中铁路信号设备是列车调度控制的重要设备，在铁路信号设备的使用过程中会受到周边恶劣自然环境的影响，尤其是雷电这一自然现象的侵入会导致铁路信号设备出现故障或是瘫痪，从而对铁路列车的运行造成了极大的安全隐患。做好铁路信号设备的防雷措施的研究分析是现今乃至今后一段时间铁路信号设备安全防护的重点也是难点，文章将在分析雷击对铁路信号设备所造成的影响的基础上，对如何做好铁路信号设备的防雷进行分析阐述。 标签：铁路信号设备；雷击；防雷 前言 随着电子信息技术及通信技术的发展，铁路信号设备中各类电子设备的应用越来越多也越来越广泛，电子设备在铁路信号设备的应用在提高了铁路信号设备高效性的同时也带来了一定的安全隐患，雷电这一自然现象会对铁路信号设备的安全运行带了极大的影响，为确保铁路信号设备的安全、稳定的运行应当加强对于铁路信号设备的防雷保护。 1 雷电对铁路信号设备的危害分析 （1）电磁脉冲影响。在铁路信号设备的运行过程中如铁路信号设备周边的建筑遭到雷击，雷电所含有的超高压在击中周边建筑时会向周边产生较强的电磁脉冲，这些电磁脉冲冲击铁路信号设备会在铁路信号设备中产生过电压或是过电流从而导致铁路信号设备故障或是损坏，影响铁路信号设备的正常运行。 （2）电磁感应。在雷雨天时，雷电在雷云中或是放电之时，户外的电力线、信号线等会处在一个强磁场内从而在电力线、信号线中产生电磁感应电流，这些感应电流通过线缆进入到铁路信号设备的终端从而会对铁路信号设备的正常使用造成严重的影响。 （3）冲击波。在铁路信号设备的运行过程中如防雷装置未能产生效果将会导致雷电侵入到铁路信号设备中，雷电所具有的高波幅值会导致变压器的初、次级绕组过载击穿从而导致雷电侵入到交流低压电源中，雷电所形成的冲击波会对低压侧的铁路信号设备造成损坏。当雷电所形成的冲击波电压幅度较低时其侵入到线路时会被变压器的初、次级回路所阻隔从而使得雷电冲击波通过变压器的绕组间的分布电容耦合的形式侵入到低压系统中并在铁路信号设备电源系统中形成过电流和过电压损害。
浅谈铁路信号防雷施工的一些问题 高春根 摘要：本文通过本人对甬台温和沪宁城际铁路信号综合防雷的技术负责，浅谈铁路信号的综合防雷需要注意的一些问题，避免不必要的整改，节约成本。 关键词：铁路信号综合防雷整改 引言：随着铁路信号设备信息化的发展，对雷电及电磁脉冲的防护要求越来越高，先进的设备能否在雷雨季节安全稳定的运行，直接关系到行车，信号设备不能稳定运行造成的间接损失无法估量，所以铁路信号防雷是摆在我们面前的一个新课题，现就本人在甬台温和沪宁城际工程实施中发现的一些问题和大家共同探讨。 1铁路信号设备雷电防护分析 铁路信号设备遭受过电压和过电流的途径主要可分为以下几种：直击雷，感应雷，传导雷，辐射雷以及操作过电压。结合信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析，铁路信号设备雷电防护存在以下特点。 1.1信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受直接雷电攻击的地区。 1.2 铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁。 1.3 自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会串入信号机房内部，从而引起对内部设备的损坏。 1.4雷云对地放电实质上是雷雨云中的电荷向大地的突然释放过程，一次闪电平均包含有上万个脉冲放电过程，电流脉冲平均幅值为几万安培，持续时间几十到上百微秒，从而对信号设备造成误动作甚至永久性破坏。 1.5 雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，其冲击接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。 从以上情况很容易看出：为了提高铁路信号设备安全性及机房设备、计算机的运行可靠度，整个车站信号雷电防护要在分流（D）屏蔽（S）搭接（B）接地（G）等方面做完整的，多层次的综合防护。 2外部防雷施工的一些问题 2.1．接地装置的施工 根据设备的要求，共用接地体接地电阻必须不大于1Ω，利用自然接地体在保证最小接地电阻时不太可靠，所以在自然接地体可用而又能满足条件的情况下，也敷设人工接地体，并使人工接地体与自然接地体相连。 在信号楼外四周距离墙体1m以外敷设一条由水平接地体和垂直接地体组成的环形接地网，受条件限制是可设成“U”型或者“L”型。 水平接地体埋深不小于0.7m，本人以为是从下面几个方面考虑的：一是防止跨步电压，二是防止氧化腐蚀水平接地体和避免机械损伤，三是为了减少外界温度和湿度变化对流散电阻的影响。扁钢水平接地体应立面竖放，这样有利于减少流散电阻。垂直接地体一般选用石墨接地极，在建筑物四周对称敷设4到6根，防雷引下线下必须设置垂直接地体，为的是加快把雷电流泄入大地。 对于新建站房为了美观利用主筋作为引下线，所以人工接地体与基础接地体每隔5m用扁钢连接一次，在房屋接闪带遭受雷击时，形成一个等电位环岛，避免电压反击。同时，贯通地线在信号机房建筑物一侧每隔2-3m用50mm2裸铜线与环形接地装置连接，两端各连接两次，因为贯通地线的地阻小于1Ω，这样也就确保了环形接地体的接地电阻小于1Ω。 2.2．引下线的施工
铁路信号设备防雷分析与研究 第一章铁路信号设备防雷的分析 1、雷害 （1）、直接雷：直接侵入设备或与设备相关联的传输线上的雷电。但袭击信号设备的概率很小。 （2）、感应雷：由于电磁感应作用，在电气设备上感应出的雷电压，在设备中流过感应电流。其又分为纵向和横向感应雷两种。 感应雷发生机率高，袭击信号的次数相当频繁。 2、雷电侵入信号设备的主要途径 （1）由交流电源侵入雷电冲击波侵入高压电线路传至高压变压器，若未装设避雷器或其失效，容易侵入低压设备。 （2）、轨道电路轨道电路用钢轨作为传输线，它一般高出地面，容易遭雷击。 （3）、由电缆侵入铁路信号的室内、室外设备通过电缆连接起来，雷电从电缆侵入，并传输至室内设备。 3、纵向电压和横向电压 纵向电压指导线或设备对地电压，每条导线上的折射电压或反射电压。横向电压指两导线间的电位差。这两种电压对人身安全和信号设备的正常运行都会带来极大的危害。纵向过电压将使设备绝缘闪络、击穿，甚至起火。横向过电压回击穿、烧毁信号设备尤其是电子器件。 4、信号设备的防雷 （1）信号设备的防雷要求在有雷电活动的地区，交流电源外线、电子设备、轨道检查装置、遥信遥控设备等与外线连接的信号设备必须装设防雷装置。不同雷电活动地区，应采取相应的防雷措施。 （2）信号设备雷电防护的原则防雷装置和被防护设备之间绝缘应匹配，将雷电感应电压限制到被保护的冲击耐压水平以下。正
常情况下，防雷装置不应影响被防护设备的工作，受雷电干扰时，应保证信号设备不得错误动作。采用多级防护时，各级防护元件应配置合理。 （3）信号设备防雷元件的安装和设备的要求外部防护用防雷元件宜安装在线路终端。安装应牢固可靠，便于检测，集中安装。 现代防雷保护包括外部防雷保护(建筑物或设施的直击雷防护)和内部防雷保护(雷电电磁脉冲的防护)两部份，外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受直接雷击引起火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及系统操作过电压侵入设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。 防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——接闪、均压、屏蔽、接地、分流（保护），才能将雷害减少到最低限度。 1、接闪 接闪装置就是我们常说的避雷针、避雷带、避雷线或避雷网，接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电放电不能任意地选择放电通道，而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道，将雷电能量泄放到大地中去。 ２、均压 接闪装置在接闪雷电时，引下线立即产生高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。室内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部
个人资料整理仅限学习使用 铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护举例设计说明 北京全路通信信号研究设计院 二○○七年十月 个人资料整理仅限学习使用
目录 1．设计依据1 1.1规范性引用文件1 1.2有关文件1 2．设计原则1 3．设计内容1 4．设计说明2 4.1金属物件搭接、焊接、冷压接要求2 4.2既有屋面避雷带、避雷网设计2 4.3既有建筑物引下线及地网设计3 4.4避雷针设计4 4.5既有微电子设备法拉第屏蔽笼设计4 4.6新建信号建筑物避雷带与法拉第屏蔽笼设计5 4.7新建建筑物水平接地体及垂直接地体设计6 4.8室内接地汇集线及等电位连接设计6 4.9浪涌保护器 铁路信号设备测试管理办法 第一节通则 第243条测试是信号设备维护工作的重要内容之一，通过测试，掌握和分析设备运用状态，指导维护工作，预防设备故障，保证设备正常运用。 第244条铁道部、铁路局（公司）、电务段的电务试验室，承担相应的测试、试验和管理任务。 第245条信号设备测试项目和周期由铁路局（公司）参照本规则附件7制定。 第246条测试分为I级测试、Ⅱ级测试和动态检测。I、Ⅱ级测试及动态检测项目及周期按铁路局（公司）制定的“信号设备测试项目及周期表”执行。 第247条 I级测试由信号工区负责；Ⅱ级测试由电务试验车间负责；动态检测由铁路局（公司）电务试验室负责。 第248条由微机监测设备完成的测试项目，不再进行人工测试。未纳入微机监测的或微机监测设备故障时，进行人工测 试。 第249条基建、更改、大修、中修验交时及设备检修时应按规定项目进行人工测试，有关测试记录纳入验收资料。 第250条铁道部、铁路局（公司）应配备电务检测车，检测车构造速度应适应动态测试要求。电务检测车自动检测系统应符合部颁技术条件。 第251条电务试验室（车间）应配备满足测试工作需要的仪器仪表及交通工具。仪器仪表应符合规定精度，按规定定期送检，保证量值准确。 第252条电务试验车间应根据“信号设备测试项目及周期期表”(附件7)的规定以及重点工作,编制年(月)度工作计划,经批准后执行。 第253条测试工作必须严肃认真,测试数据应真实准确,数据分析要认真细致。测试资料保存期不少于2年。 第二节工作职责 第254条铁道部电务试验室职责: 1.负责全路电务设备测试管理工作,指导和检查铁路局(公司)电务试验室工作; 2.提出年度全路电务设备测试重点工作项目和要求,并监督检查落实情况; 3.负责全路电务设备动态检测管理工作,运用电务检测车定期检查主要干线电务设备运用质量; 浅谈铁路信号设备的防雷方法 我国的铁路系统伴随着不断的发展，已经在科技方面有了很大的应用。铁路信号的科技应用就是一个非常显著的应用实例。文章主要针对铁路信息设备的防雷工作进行详细的阐述和分析，希望通过文章的阐述和分析能够为我国铁路信号的防雷发展贡献力量。 标签：铁路；信号设备；系统防雷；雷电灾害 我国电子科技技术不断的发展促进了我国的电子科技产品的应用越来越普及。现阶段电子科技在我国的铁路系统也有很大范围的应用。我国铁路系统中的自动化程度逐渐的提升，给我国的铁路系统的运行带来了很多的帮助和便利。可以说我国铁路运输之所以成为我国主要的交通运输方式，很大程度上是因为铁路系统提升了自动化的应用。铁路的运输离不开铁路信号的指挥，铁路信号的自动化程度的提升能够为我国的铁路系统的运输带来准确的指挥信号，能够提升我国铁路系统的运行效率，避免运行事故的发生。但是电子设备还有一个非常明显的缺陷，这就是电子设备受到外界信号源干扰的几率非常大，尤其是对于雷电的防护。电子设备对于雷电的防护非常差，这对于铁路系统来讲是一个隐患。铁路信号对于铁路系统的运行是非常重要的，但是一旦铁路信号设备受到了雷电的破坏，就会影响铁路系统的正常运行，严重的会导致铁路系统的运行事故。虽然我国现在对于铁路信号设备进行不断的升级改造，但是铁路信号设备的防雷问题还是没有很好的处理方式。针对这样的情况，就要求我国的相关的铁路信号的设计人员对信号设备的防雷系统有非常周全的考量，尽量的避免信号设备受到雷电的损害。 1 我国的雷电灾害问题 对于铁路系统影响最严重的两种雷电形式分别是：直击雷电和感应雷电。直击雷电就是直接对铁路系统中的信号设备进行破坏，直击雷电具有很强的破坏能力，但是直击雷电的发生概率较小。感应雷电在发生的过程中，释放出的磁场会对铁路信号设备进行严重的干扰和干涉，这种干扰对于整个铁路系统来讲危害性不大，通常情况下不能够给铁路信号设备造成严重的破坏，但是感应雷电的发生概率非常的频繁，会干扰铁路系统的正常运行，因此无论是哪一种雷电形式，我们铁路系统都要给予足够的重视，积极地进行防雷系统的建设。 2 我国铁路信号设备在防雷方面的主要方法 关于我国铁路信号设备在防雷方面的主要方法的阐述和分析，文章主要从两个方面来说。第一个方面是铁路信号设备的室内防雷方法。第二个方面是铁路信号设备的室外防雷方法。下面进行详细的阐述和分析。 2.1 铁路信号设备的室内防雷方法 浅谈铁路信号设备的防雷措施 摘要：新时期经济发展下我国铁路运输水平不断提高，铁路信号设备是铁路运 营管理中非常重要的设备组成，文章结合常见的雷害现象对铁路信号设备运行下 防雷措施展开探讨。 关键词：铁路信号；信号设备；设备防雷；防雷措施 引言 铁路工程是一项重要的民生工程项目，历经长时期的发展，涌现了大量的先进技术，在 新时代背景之下，针对铁路运行效率与安全性能方面提出了更高的要求，铁路信号设备的自 然灾害应对能力也需要大力提升。通过提升铁路信号设备的防雷性能，可以减小雷害对设备 产生的影响，保证铁路的安全运行。 1铁路信号设备雷害产生原因分析 雷电对铁路信号设备产生的危害类型有直击雷和感应雷2种。直击雷是雷电直接对铁路 信号设备产生冲击和影响，这种雷电灾害对铁路信号设备的影响非常大，造成的破坏程度也 比较严重，更严重的情况可能会直接导致信号系统的瘫痪与崩溃。其次，感应雷。这种雷电 所产生的影响明显要小于直击雷。它对铁路信号设备的影响主要是来自于雷电的感应磁场， 通过感应磁场对信号系统造成一定的干扰，最直接的结果就是铁路信号设备出现信号错误、 信号干扰等方面的问题，并不会产生根本的损害，因此维修难度大大降低。但是感应雷对信 号设备的干扰往往会导致铁路信号设备出现错误的显示内容，这严重干扰了正常的铁路运行，给铁路出现带来难以估量的麻烦。雷电对铁路信号设备的干扰主要是通过入侵信号完成的， 主要有3种入侵方式。第一，通过交流电完成入侵。雷电通过交流电完成入侵时会先进入高 压线路，然后通过高压变压器转换为低压再入侵低压设备。第二，通过轨道电路完成入侵， 轨道电路传输线的主要材料是钢轨，钢轨是很容易传输雷电的材料。第三，通过电缆完成入侵。铁路信号设备连接的主要材料是电缆，电缆是一种很容易传输雷电的材料，当恶劣天气 出现时，雷电就很容易通过电缆入侵到室内，导致事故的出现。因此，雷电干扰破坏铁路信 号设备的方式是多种的，想要规避或者减少损害还需要从根本环节入手，斩断连接，这样才 能够更好地完成铁路信号设备的防雷整治工作。 2铁路信号设备的防雷措施 2.1提高室内防雷技术方案成熟度 要强化对室内防雷技术应用重点的关注，从电源的角度出发，制定针对电源为主的关键 性机械部位的多级防护保障机制，使终端电子设备可以得到更加成熟的应用，为室内防雷技 术故障的识别和隐患的排除提供技术支持。要针对铁路路网的运行情况进行多方位的分析， 并对其信号所受干扰及影响进行总结，提高室内防雷技术方案的设计针对性。 2.2设置屏蔽接地棚 屏蔽接地棚，又常被人们称作法拉第笼，通常设置在铁路信号设备的顶部与周围，利用 导电性较好的镀锌铜条，将接地网进行有效的连接。信号楼的内部包含了大量的小功率电气 设备，包括电压较低的电子逻辑系统与遥控系统，为了保证这些设备的安全运行，减小雷击 对设备产生的损害，在条件允许的基础上，可以有效设置屏蔽网。结合有关规范标准能够知道，该网格的规格不能够超过3.0m×3.0m，网格需要全部压环处理，并采用避雷带进行等电 铁路信号设备防雷的重要性 第一章铁路信号设备防雷的重要性 防雷与安防，是两个不同的行业，但却又有着密切的关系，同样保护着安全。在安防领域，防雷日益受到重视，甚至在许多工程验收过程中，防雷已成为必不可少的一项。此专题的开设，是为了让大家系统的了解防雷与安防的关系，了解最新的防雷在安防行业的应用。 第一节发生的有关雷击事故案例 夏季防雷击准备要做足 从3月份开始，我国部分地区就迎来了暴风雨天气，相关部门也发出了提醒企业、居民注意防雷击的警示。然而因雷电造成的伤亡事故依然时有发生。雷击虽是天灾，但并非无法抵御。时至7月，雷雨天气有增无减，这就要求我们更加注意安全，作足准备，避免雷击。六月雷击伤害事故不断 雷电灾害是联合国公布的10种最严重的自然灾害之一，也是目前中国十大自然灾害之一。据有关部门估计，全世界平均每分钟发生雷暴2000次，全球每年因雷击造成的人员伤亡超过1万人，所导致的火灾、爆炸等事故时有发生，严重威胁了人们的生命、财产安全，危害很大。 我国雷暴活动主要集中在每年的4月至8月。 来自中国气象局的消息，据不完全统计，每年6月份，我国都有有人遭雷击身亡，为一年中同期死亡人数较多的月份。从20个省（区）统计上报的雷击死亡人数分析，江西省遭雷击死亡人数最多。 随着气温逐渐增高，雷雨天气还将持续数月，这就要求各地必须加强防雷工作，避免发生 人员伤亡事故。 分析一下6月份各省（区）遭雷击死亡人员分布情况，可以发现，西北地区少于东北、华北，江南和华南地区人数明显多于北方地区，其中，江西死亡人数最多。这是因为西北少雨，反之，东北、华北等地区多雷雨天气，在防雷击工作上更是不容怠慢。 6月份发生的主要雷击事件有： （1）海南省文昌市昌洒镇东群村委会的一处西瓜园工棚，9名民工因避雨躲进工棚时遭到雷击，其中，2人受雷击当场倒地死亡，2人手臂遭雷击伤势较重。 （2）江西萍乡市芦溪县银河镇天柱岗村，13名村民在一凉亭下避雨时遭到雷击，导致2人死亡， 6人重伤，3人轻伤。6月22－27日，江西省持续出现雷击死亡灾害，共有19人死亡。 （3）湖南永州蓝山县竹市镇上丰头村发生雷击事件，12人被当场击晕，经医院及时抢救，已全部苏醒。 （4）云南昆明突下雷阵雨，盘龙区落索坡村的5位村民在盘龙江大花桥2段的大树下避雨时，被雷击中，造成1死3伤。 这些都是人员伤亡事件，雷电同样会造成很多设备设施损坏，导致停电、起火等事故。（5）重庆遭遇了一次长时间的瓢泼大雨。受雷电、大风影响，主城6个供电局中，沙坪坝、杨家坪、南岸、北碚供电局共计66条110千伏、35千伏、10千伏输电线路均不同程度出现了瓷瓶（绝缘用）被雷击穿、大风刮断电线、保险松动、损坏引发线路跳闸等情况，导致近22万市民出现6-15小时的电力中断。有的住户也出现了电视机因雷击而损坏的情况。而深圳市处于我国南方，也遭受雷电的侵袭。据统计，深圳已接到多宗雷击事故报告，造成财产损失数百万元。 据统计，仅在2004年和2005年，我国发生雷电灾害19918起，伤亡人数达3157人，直接 铁路信号设备防雷研究 摘要：现代科技的飞速发展，带来了铁路系统信息化程度逐步在提升，人们获 取信息的时间加快了，在铁路系统，已经有了先进的铁路信号传输系统，但是在 雷雨多发季节，总是会遭受到雷电袭击的现象，因此，必须对此进行相应的研究，从而保证铁路信号系统的安全，本文从铁路信号设备防雷方面进行分析和探索， 以期为铁路信号系统带来安全。结合实践从以下几个方面阐述关于铁路信号设备 的一些看法。 关键词：铁路信号设备防雷措施 1前言： 铁路信号设备担负着保证行车安全和提高运输效率的重要任务.随着我国铁路 的飞速发展,铁路信号设备也有了突飞猛进的发展,以电子和微电子技术装备起来 的铁路信号设备逐年增加.由于微电子设备是弱电工作环境,容易受电磁脉冲干扰, 甚至被击穿损毁.雷击发生时,雷击放电诱发过电压和过电流,经战场电源系统、通 信信号传输通道,通过传导、感应的方式损坏站内通信信号设备,造成极大的经济 损失,直接威胁着铁路正常的安全运输生产.因此,采用先进的防雷技术对铁道信号 设备进行防护就显得尤为重要. 2雷电对铁路信号设备的危害分析 2.1电磁脉冲影响。 在铁路信号设备的运行过程中如铁路信号设备周边的建筑遭到雷击，雷电所 含有的超高压在击中周边建筑时会向周边产生较强的电磁脉冲，这些电磁脉冲冲 击铁路信号设备会在铁路信号设备中产生过电压或是过电流从而导致铁路信号设 备故障或是损坏，影响铁路信号设备的正常运行。 2.2电磁感应。 在雷雨天时，雷电在雷云中或是放电之时，户外的电力线、信号线等会处在 一个强磁场内从而在电力线、信号线中产生电磁感应电流，这些感应电流通过线 缆进入到铁路信号设备的终端从而会对铁路信号设备的正常使用造成严重的影响。 2.3冲击波。 在铁路信号设备的运行过程中如防雷装置未能产生效果将会导致雷电侵入到 铁路信号设备中，雷电所具有的高波幅值会导致变压器的初、次级绕组过载击穿 从而导致雷电侵入到交流低压电源中，雷电所形成的冲击波会对低压侧的铁路信 号设备造成损坏。当雷电所形成的冲击波电压幅度较低时其侵入到线路时会被变 压器的初、次级回路所阻隔从而使得雷电冲击波通过变压器的绕组间的分布电容 耦合的形式侵入到低压系统中并在铁路信号设备电源系统中形成过电流和过电压 损害。 2.4雷电浪涌。 在铁路信号设备运行时，周边范围内所产生的雷电会导致铁路信号设备的通 信线路中产生感应电流浪涌，相较于直接雷击雷电浪涌更难防护，为更好的保护 铁路信号设备需要加强对于铁路信号设备防雷措施的研究。 2.5直接雷击。 直接雷击指的是雷电直接击中钢轨或是与其相连的其他建筑从而使得雷电直 接作用在铁路信号设备的信号传输线路中的一种电击。 2.6雷电对铁路信号设备所造成的危害。 雷电对于铁路信号设备所造成的危害主要分为直接雷击和感应雷击两大类， 铁路信号设备防雷要点分析罗乐乐 发表时间：2019-05-13T10:15:04.817Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：罗乐乐 [导读] 随着交通运输业的发展，铁路运输发挥的角色也越来越重要，铁路信号系统的安全是我们尤为重视的问题。 太原铁路机械学校山西太原 030006 摘要：随着交通运输业的发展，铁路运输发挥的角色也越来越重要，铁路信号系统的安全是我们尤为重视的问题。然而在雷雨季节，雷电等因素却给列车运行安全带来很大的影响。针对于此，铁路相关部门应建立完善的铁路运行安全机制，避免雷雨天气对铁路信号设备造成干扰，影响行车安全。基于对上述问题的考虑，本文对铁路信号设备防雷要点进行探讨。 关键词：铁路；信号设备；防雷；要点 雷电对于铁路信号设备的危害不容小觑，为有效抵御直接雷击、感应雷、雷电浪涌破坏对铁路信号设备造成影响，铁路电务部门应对室内与室外信号设备进行安全防护，分别采取有效防雷保护措施，提高铁路信号设备抵御雷电危害能力，为列车安全运行提供坚实的保障。 1 影响铁路信号的一般雷害分析 1.1 雷电电磁冲击 雷电产生电磁脉冲，直接冲击地面或者冲击安装信号接收和发射的地面设施，这样的雷电通常被称为感应雷，是由于云层相互放电或者云地之间放电产生的，电磁脉冲会使信号回路和信号装置发生过流或者过压的情况，而产生的电磁感应会干扰地底深层的电力线路，信号室外设备由于处于暴露状态，因而极易受到雷电电磁冲击，2011年7月23日发生的甬温线特别重大铁路交通事故事故调查认定，此事故主要原因是由于列控中心相关设备遭遇雷电电磁冲击导致发出错误命令所致。 1.2 雷电直接冲击 雷电发生之后由于大量电荷积聚，产生雷暴现象，在其波及的范围内直接入侵钢轨、地面构架、铁路信号线缆。强大的电流会使击中地点与大地产生高压，并瞬间释放巨大的热量。这种情况会给设备造成毁灭性的伤害，但是出现的几率很小，由于其波及的范围小、发生的概率低的原因，目前对于雷暴防护的研究并没有实际的意义。 1.3 雷电感应 雷电感应是比较普遍的一个现象，自古就有，是由于雷电产生的电流遇到导体之后产生强大的电流或者电压，铁路信号设备一般在1000米内就会接受到雷电感应的打击，一般从电源端口、天线端口、信号设施钢铁构架以及铁路信号线口影响破坏，最终从外到内影响到铁路信号系统正常工作。雷电感应所波及的设备，除了遭到破坏性的打击，还会造成信号设备的放电，产生更多的威胁。 1.4 雷击浪涌 随着电子信号设备的发展和广泛运用，雷击产生的电磁脉冲产生的暂态过电压，以传导、感应和耦合等方式入侵到铁路建筑的信号系统中，暂态过电压沿信号或者电源线路，在设备之间进行传输，产生感应电流并形成浪涌，包括静电浪涌和磁感应浪涌。其中，静电浪涌是由于带有负电荷的雷云与带有正电荷的钢铁设备进行感应释放电流，破坏设备，磁感应浪涌则是由于闪电在空间内产生与时间具有相关性的磁场，作用于通信线路并造成破坏。 1.5 雷电的机械冲击 当雷击作用于两平行的导体时，会产生巨大的安培力，物体或者导线会在安培力的作用下被劈开、折断或者受到拉伸而变形。根据相关公式推导，对于具有折弯的金属构件，比如导线或者金属框架，在弯折处的夹角尽量保证大，最好是钝角，这样才能将雷击产生的电动力降低到最小，否则会导致构件的折断。雷电冲击铁路信号发射设施时，巨大的冲击力会产生强大的热能，水汽在预热之后膨胀，产生机械冲击的力量极大，会直接作用到周围的设备，造成部件的破裂，阻断铁路信号的发生。 2 铁路信号设备防雷要点分析 2.1制定综合防雷计划 防雷是一个复杂的过程，不仅需要较大的技术支撑，而且需要一定的人力物力以及财力支持。防雷首先需要做到有效实际的防雷规划，根据各地铁路系统所处气候条件不同以及地理位置不同的特点，有针对性地制定防雷计划，将重点放在雷电较为多发的季节。运用综合原则制定防雷措施，主要目的是将雷电引起的过电流和过电压及时导入地下，使得各个电阻之间的数值相对具有较大差值，以最大程度减少地面电流的反击力，形成自然的电流差额。注意对工作人员的防护，在安装防雷设备时，工作人员要穿戴完整的防护装备，保证工作人员的生命安全。 2.2综合防雷电系统 在铁路系统中，由于各种电子机械设备较为复杂，种类较多，技术含量也相对较高，因此，普通的建筑防雷措施无法满足电子信号设备的防雷需要。目前在铁路信号设备的防雷保护上，多采取地网、天网、综合接地、微机控制室电磁屏蔽与信号防雷电系统结合的防护措施。首先，用法拉第笼来保证铁路信号机械室的雷电电磁信号控制效果，安装法拉第笼时，需完成避雷带、避雷网以及接电系统的铺设，构建系统的法拉第笼提高信号屏蔽效率，避免电磁感应对设备正常运行的影响。其次，根据雷电中主要的地电位反击问题，可以设计好铁路信号机械室的等电位，避免遭受雷电打击时多类接地系统的接地电阻不均衡而引起过大的地电位反击。在实际操作中，需要加强对信号机械室中地网的设计和安装，利用单独接地系统，使得铁路信号机械室的相关接地设备与整体接地系统区别开来，提高对铁路信号机械室的保护。 2.3加强防雷屏蔽设备的安装 防雷屏蔽设备能有效避免信号设备受到直接雷击，信号设备有很大的户外设备比例，必须保证这些设备具有良好的电磁屏蔽能力以及防直接雷击能力，才能保证设备在恶劣环境下的正常运转。铁路信号机械室中的继电器室、控制台和机房电源等的接地汇集线在进行等电位连接过程中需要根据实际情况按照网格形、环形或者条形的方法进行连接。机械室内部各种组合架、电源走线架以及机柜等设备需要安 浅谈铁路信号防雷技术 摘要：随着我国铁路行业的飞速发展,铁路信号系统也逐步向着 科学化、技术化、信息化、安全化的方向发展。雷电严重威胁着铁路信号系统设备的正常运行,严重的还会造成巨大的安全事故和经 济损失，如何加强铁路信号设备的防雷能力成为当前铁路部门亟待解决的重大问题。本文就雷电对铁路信号造成的危害，雷电入侵铁路信号设备的途径进行分析,并提出铁道信号设备防雷原则和信号 设备防雷的技术措施,以确保铁路信号系统的正常运行。 关键词：铁路信号；雷电；防雷技术. abstract: with the rapid development of china railway industry, railway signal system also gradually towards scientific and technology, informationization, secure the direction of development. lightning poses a serious threat to railway signal system the normal operation of the equipment, serious still can cause great safety accidents and economic loss, how to strengthen the railway signal equipment lightning protection ability become the railway departments to solve the significant problems. in this paper the thunder and lightning damage to railway signal, lightning invasion of railway signal equipment way to carry on the analysis, and put forward the railway signal equipment lightning protection principles and signal equipment lightning protection 关于铁路信号设备防雷设备的研究 摘要：随着科学技术的进步，电子设备更加广泛地应用于铁路信号设施中。而铁路信号系统中的电子设备几乎都是弱电设备，雷电对它们造成的破坏是灾难性的。2011年7月23日，正是由于雷电击中信号设备，使行车信息传达错误，才有甬温线事故的发生。所以在快速发展铁路的时候，更应该以安全运行为前提。展开铁路信号设备防雷研究就成了必然之举。 关键词：安全；信号设备；防雷 1绪论 铁路信号设备是组织指挥列车正常运行，保证交通安全，提高运输效率，传递信息，改善值班人员工作环境的重要设施[1]。在铁路信号发展的进程中，信号基础设备从最初的人为控制发展到现在的计算机智能掌控，保证了在准确度、实时性上的提高，但是抗雷害的性能缺降低了。[2]信号设备遭受雷电侵袭，会造成设备的破坏或者传输信息的错误，所以信号设备必须根据不同环境情况来制定防雷计划。雷电主要从轨道电路、交流电源线、电缆等处侵入信号系统设备，与外线连接的信号设备应该配备防雷装置[3]。 2综合防雷措施 根据铁路信号设备雷电电磁脉冲的防护需要，配置设备时可以采取屏蔽、接地、等电位连接、安装浪涌保护器等[4]，这些防护措施统称为综合防雷。 2.1避雷针的设置 避雷针的设置应多在雷害严重的车站以及电子设备集中的机房等区域，可在距离电子设备和机房20～35米的地方设置一个甚至多个避雷针。 2.2引入信号室的电力线防雷设置 对引入信号室的电力线进行雷电防护，需要单独设置电源防雷箱[4]。为了符合防火要求，电源防雷箱的连接线必须采用阻燃塑料保护外套外加多股铜线[5]。电源配电盘的电源防护须设有雷电状态和计数显示、故障报警器。电源屏电源引入侧的连接线横截面积不小于6mm2，微电子设备连接线的横截面积不小于 2.5mm2。 2.3信号机械室进出信号电缆的屏蔽 机械室外部有环形接地装置，这一般可以连接信号电缆来达到屏蔽雷电的作用。在设置贯通地线时，室外将箱盒的主干线的电缆金属保护套顺序连接，或者分别接上箱盒接地端子后连接贯通地线[6]。如果电气化区段或接地系统受外部因素干扰较大，则只能在机械室界面一端接地。自动闭塞区段与半自动闭塞区段，必须设置贯通地线，室外的始终端也需要设置良好的接地装置。 2.4 机房电磁环境保护 由于信号设备机房有明文规定不准安装避雷针，所以设备机房的建筑物只能采用法拉第笼来电磁屏蔽 （1）法拉第笼 法拉第笼是由屋顶避雷网、接地系统、引下线、机房屏蔽和避雷带组成，可以防御直雷和降低电磁干扰。在铁路信号的机房中，采用法拉第笼法来电磁屏蔽可以达到理想效果[7]。 ①避雷网 避雷网由正方形的金属网组成，每隔3m就要与避雷带相焊接连通。金属方 11 防雷及地线 11.1 贯通地线 11.1.1 贯通地线是由25mm2铅包铜缆或35mm2的裸铜缆组成。 11.1.2 贯通地线与电缆同沟直埋于地下，埋设深度及过桥、涵、公路、水沟等障碍物时与电缆做同等防护。 11.1.3 贯通地线的接地电阻值应不大于1Ω。 11.1.4 室外箱盒及信号机等所有相关的金属设备外壳的安全地线、防雷地线及屏蔽地线都应与贯通地线可靠连接，以确保所有金属设备等电位，如图11.1-1(a)、11.1-1(b)所示。 图11.1-1(a) 区间贯通地线与各设备连接示意 图11.1-1(b) 区间贯通地线与各设备连接示意图 11.2 室外设备防雷及接地 11.2.1 室外设备防雷及横向连接线安装 11.2.1.1 将防雷单元安装在空芯线圈防护盒内，固定在基础桩底板上的适当位置。 11.2.1.2 轨道间没有横向连接的地方，每个空芯线圈中心点用10㎜2铜缆与防雷单元连接，铜缆两端为Φ12㎜和Φ8㎜压接铜线环；防雷单元与贯通地线连接用25㎜2铜缆经电缆过道（钢管防护）与电缆沟同深埋设，并用Φ8㎜压接铜线环与防雷单元连接；与贯通地线连接采用焊接方法。如图11.2-1所示 图11.2-1 横向连接 图11.2-2 简单横向连接 11.2.1.3 在有简单横向连接的地方，两个空芯线圈中心点连接用Φ70㎜2铜缆；两端用压接Φ12㎜铜线环与空芯线圈中心点端子连接并紧固；防雷单元与贯通地线连接用25㎜2铜缆与电缆沟同深埋设，并用Φ8㎜压接铜线环与防雷单元连接，与贯通地线连接采用焊接方法。穿越轨道施工及防护与电缆线路施工方法相同。如图11.2-2所示 11.2.1.4 采用完全横向连接时，安装方法参照3）施工。如图11.2-3所示 图11.2-3 完全横向连接 11.2.2 信号机安全地线 11.2.3.1 信号机机构与梯子间采用φ10mm 的钢筋连接； 11.2.3.2 梯子与贯通地线连接采用25mm 2铜缆，25mm 2铜缆与贯通地线连接与电缆沟同深埋设，并采用焊接方法连接，与梯子用Φ10㎜压接铜线环连接并紧固； 11.2.3.3 梯子与机构、机构与铜缆连接点要打磨干净，接触良好。 （此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容， 供参考，感谢您的配合和支持）铁路信号设备测试管理办法
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