鐵路信號(hào)設(shè)備防雷方案

葛建平

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250014）

如今鐵路信號(hào)設(shè)備技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)防雷的要求也越來(lái)越高。如防護(hù)不當(dāng)，輕則損壞信號(hào)設(shè)備，重則造成特大行車(chē)事故，損失巨大，直接威脅鐵路正常的安全運(yùn)輸生產(chǎn)。

1 雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的危害

鐵路信號(hào)設(shè)備遭受雷擊的途徑分為直擊雷、感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷和地電位反擊等。結(jié)合信號(hào)設(shè)備的分布特點(diǎn)和雷電攻擊的途徑，鐵路信號(hào)雷電防護(hù)存在以下特點(diǎn)。

（1）信號(hào)室外設(shè)備分布范圍廣，站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備密集，鋼軌又是雷擊的良導(dǎo)體，信號(hào)樓等建筑物集中，如防雷方式不當(dāng)，一旦遭遇雷擊將引起連鎖反應(yīng)，損失巨大。

（2）信號(hào)樓室外線(xiàn)路遭受雷擊后，線(xiàn)路中大電流將會(huì)隨電纜進(jìn)入各機(jī)房，從而引起內(nèi)部設(shè)備損壞。

（3）信號(hào)室內(nèi)外采用多種接地系統(tǒng)，如果接地電阻不均衡，受到雷擊后，電流將引起地電位差，造成“地電位反擊”，使人員和設(shè)備遭受損害。

以上分析中可以得出：為了提高鐵路站場(chǎng)建筑物安全及機(jī)房設(shè)備、計(jì)算機(jī)的運(yùn)行可靠度，整個(gè)雷電防護(hù)系統(tǒng)一定要有良好的避雷針、下引線(xiàn)和統(tǒng)一的接地網(wǎng)，采取完善的雷擊防護(hù)措施。同時(shí)車(chē)站的供電、天饋、信號(hào)采集傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)房接地系統(tǒng)等必須進(jìn)行可靠有效、完整、多層次的綜合防護(hù)。

2 防雷原則與方案

雷電防護(hù)的原則是等電位連接。等電位連接就是使過(guò)電壓(或電流)以最直接的路徑盡快泄漏到大地，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。電磁兼容防護(hù)的原則是利用室內(nèi)的金屬物有機(jī)構(gòu)成一個(gè)“法拉第籠”，進(jìn)行接地連接。

2.1 防雷原則

（1）直擊雷防護(hù)

以避雷針、避雷帶、避雷線(xiàn)、避雷網(wǎng)等為接閃器，通過(guò)引下線(xiàn)和接地體把雷電流瀉放到大地。

（2）感應(yīng)雷防護(hù)

化肥生產(chǎn)、流通與消費(fèi)的問(wèn)題，從根本上說(shuō)是農(nóng)業(yè)發(fā)展問(wèn)題。化肥減量增效的成效，依賴(lài)于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需要包括糧價(jià)形成制度、戶(hù)籍制度、農(nóng)地流轉(zhuǎn)制度等一系列體制機(jī)制的協(xié)調(diào)配合，而這每一項(xiàng)改革的完成都絕非一日之功，需要不斷地積累、摸索。而且僅就化肥市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，單純的財(cái)稅優(yōu)惠力量畢竟有限，必須注重財(cái)稅政策與其他政策的協(xié)調(diào)配合，形成合力。只有這樣才能充分發(fā)揮財(cái)政政策的信號(hào)傳遞及引導(dǎo)扶持作用，才能順利實(shí)現(xiàn)化肥的減量增效，走出一條資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。

電源線(xiàn)防雷：采用三級(jí)防護(hù)，防雷器件有電涌防護(hù)器（避雷器）等。

信號(hào)線(xiàn)防雷：采用多級(jí)防護(hù)，防雷器件有電涌防護(hù)器（避雷器）等。

等電位連接：把各設(shè)備金屬外殼、金屬管線(xiàn)、金屬門(mén)窗等相互連接并可靠接地。

2.2 防雷方案

（1）機(jī)房建筑物防雷

建筑物采用法拉第籠進(jìn)行防護(hù)，法拉第籠由屋頂避雷針網(wǎng)、避雷帶、引下線(xiàn)和接地系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)房采用室內(nèi)法拉第籠屏蔽。

建筑物內(nèi)所有不帶電的水暖管道等金屬物體都必須與接地裝置做等電位連接。

信號(hào)箱、盒、柜等殼體應(yīng)具有良好的電氣貫通和電磁屏蔽性能，殼體內(nèi)設(shè)有專(zhuān)用接地端子（板）。室外信號(hào)設(shè)備的金屬箱、盒殼體必須接地，屏蔽電纜的金屬屏蔽層應(yīng)接地。

信號(hào)機(jī)外線(xiàn)需采取防雷措施，信號(hào)機(jī)的所有去線(xiàn)、回線(xiàn)，在分線(xiàn)盤(pán)的相應(yīng)端子上，每條線(xiàn)都加裝防雷器作防護(hù)。燈絲報(bào)警外線(xiàn)、站場(chǎng)間聯(lián)系電路外線(xiàn)、半自動(dòng)閉塞電路外線(xiàn)、自動(dòng)閉塞區(qū)段的方向電路外線(xiàn)，在分線(xiàn)盤(pán)處對(duì)應(yīng)的端子上，每條線(xiàn)加裝防雷器防護(hù)。

軌道送電電源在分線(xiàn)盤(pán)處相應(yīng)的端子上，每束線(xiàn)加裝防雷保安器，進(jìn)行橫縱向防護(hù)。

軌道電路室外送、受電端分別在室外送、受電端變壓器軌道側(cè)安裝防雷器，對(duì)軌道電路設(shè)備進(jìn)行橫向防護(hù)。

軌道電路室內(nèi)受電端，在分線(xiàn)盤(pán)處對(duì)應(yīng)的端子上，每個(gè)受電端（對(duì)線(xiàn)）分別安裝防雷器，進(jìn)行防護(hù)。二線(xiàn)制電碼化電路區(qū)段，該防雷器也對(duì)電碼化設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。四線(xiàn)制電碼化電路區(qū)段，軌道電路受電端防雷器型號(hào)不變。電碼化發(fā)送通道在分線(xiàn)盤(pán)處對(duì)應(yīng)端子上，每個(gè)發(fā)送通道分別安裝防雷器，對(duì)電碼化設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。

軌道電路室內(nèi)送電端，二線(xiàn)制電碼化電路區(qū)段在分線(xiàn)盤(pán)處對(duì)應(yīng)端子上，每個(gè)送電端（對(duì)線(xiàn)）分別安裝防雷器，對(duì)電碼化設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。四線(xiàn)制電碼化區(qū)段、無(wú)電碼化電路區(qū)段不設(shè)軌道電路室內(nèi)送電端防雷。

室內(nèi)走線(xiàn)架、組合架、電源屏、控制臺(tái)、機(jī)架、機(jī)柜等所有室內(nèi)設(shè)備必須與墻體絕緣，其安全地線(xiàn)、防雷地線(xiàn)、工作地線(xiàn)等必須以最短距離分別就近與接地匯集線(xiàn)連接。同一排不同的金屬機(jī)架、柜之間用銅導(dǎo)線(xiàn)栓接后再就近與接地匯集線(xiàn)連接。

走線(xiàn)架不得構(gòu)成閉合回路。在不構(gòu)成閉合回路的前提下，必須保持走線(xiàn)架在電氣上的連續(xù)性，接地匯集線(xiàn)應(yīng)栓接。

機(jī)房面積較大時(shí)，可以設(shè)置與地網(wǎng)單點(diǎn)冗余連接的總接地匯集線(xiàn)。機(jī)房分布在幾個(gè)樓層時(shí)，各樓層可設(shè)置總接地匯集線(xiàn)，總接地匯集線(xiàn)間應(yīng)采用50～95 mm2的有絕緣外護(hù)套的多股銅導(dǎo)線(xiàn)加線(xiàn)鼻栓接。

信號(hào)電源系統(tǒng)要進(jìn)行三級(jí)防護(hù)，在綜合開(kāi)關(guān)箱的輸入端設(shè)置I級(jí)電源防雷箱；在電源屏電源輸入端設(shè)置II級(jí)防雷箱。既有模塊電源屏已有防雷，不再增加。

（3）接地系統(tǒng)

信號(hào)設(shè)備應(yīng)設(shè)安全地線(xiàn)、屏蔽地線(xiàn)和防雷地線(xiàn)，上述地線(xiàn)均由共用接地系統(tǒng)的地網(wǎng)引出；室內(nèi)信號(hào)設(shè)備的接地裝置應(yīng)構(gòu)成網(wǎng)狀（地網(wǎng)）；接地導(dǎo)線(xiàn)上嚴(yán)禁設(shè)置開(kāi)關(guān)、熔斷器或斷路器。地網(wǎng)由各接地體、建筑物四周的環(huán)形接地裝置相互連接構(gòu)成。環(huán)形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，應(yīng)環(huán)繞建筑物外墻閉合成環(huán)，受條件限制時(shí)可敷設(shè)成“U形”或“L形”，機(jī)械室不是獨(dú)立建筑、兩側(cè)有其他建筑時(shí)，在信號(hào)樓前后設(shè)“一字形”接地裝置，但應(yīng)盡可能沿建筑物周?chē)O(shè)置，以便與地網(wǎng)連接的各種引線(xiàn)就近連接。垂直接地體可采用石墨電極、銅包鋼、銅材、熱鍍鋅鋼材或其他新型接地材料，電力牽引區(qū)段宜采用石墨接地體。電源室（電源引入處）防雷箱處、防雷分線(xiàn)室（或分線(xiàn)盤(pán)）處的接地匯集線(xiàn)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，并分別與環(huán)形接地裝置單點(diǎn)冗余連接。

控制臺(tái)室、繼電器室、防雷分線(xiàn)室（或分線(xiàn)盤(pán)）、機(jī)房和電源室（電源引入處）應(yīng)設(shè)置接地匯集線(xiàn)。接地匯集線(xiàn)宜采用大于30 mm×3 mm銅排，可相互連接成條形、環(huán)形或網(wǎng)格形，環(huán)形設(shè)置時(shí)不得構(gòu)成閉合回路。

（4）貫通地線(xiàn)

貫通地線(xiàn)在信號(hào)機(jī)房建筑物一側(cè)每隔2～3 m用50 mm2裸銅線(xiàn)與環(huán)形接地裝置連接，兩端各連接2次，設(shè)置貫通地線(xiàn)的區(qū)段，站內(nèi)各種室外信號(hào)設(shè)備的各種地線(xiàn)均應(yīng)就近與貫通地線(xiàn)連接。

3 防雷施工中的注意事項(xiàng)

施工部門(mén)必須注意隱蔽工程的施工質(zhì)量，因?yàn)橐坏┑鼐W(wǎng)的某一點(diǎn)斷開(kāi)，就會(huì)造成等電位失效，所以，地網(wǎng)中的連接處應(yīng)當(dāng)采用焊接，并進(jìn)行防腐處理。

各級(jí)防雷器的參數(shù)要匹配。防雷器的通流量在分區(qū)分級(jí)的配置中要實(shí)現(xiàn)匹配，若出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象，就容易出現(xiàn)雷電流侵入時(shí)，后一級(jí)斷路器先于前一級(jí)斷路器脫扣掉下，造成系統(tǒng)停電的嚴(yán)重問(wèn)題。為達(dá)到參數(shù)一致，防雷箱內(nèi)防護(hù)斷路器與電源的斷路器最好選用同一個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品。