鐵路信號(hào)設(shè)備的雷電危害及防雷整治措施分析

劉忠海

摘 要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們已經(jīng)進(jìn)入了信息化時(shí)代，在社會(huì)各行業(yè)中對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鐵路交通是人們比較常用的出行方式之一，而鐵路信號(hào)設(shè)備與列車(chē)的運(yùn)行安全有著十分密切的關(guān)聯(lián)，所以需要加強(qiáng)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備安全問(wèn)題的重視，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成的危害，并采取有效措施預(yù)防和控制雷電問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)設(shè)備;雷電危害;防雷措施

中圖分類號(hào)：U284.93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

雷電現(xiàn)象在我們的日常生活中比較常見(jiàn)，而此種現(xiàn)象會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)產(chǎn)生一定影響，從而威脅到列車(chē)的運(yùn)行安全，為了確保列車(chē)可以正常安全運(yùn)行，需要不斷改進(jìn)和完善鐵道信號(hào)設(shè)備的防雷整治措施，最大程度降低雷電帶來(lái)的安全隱患。

1 雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的危害

感應(yīng)雷和直擊雷是雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成的兩種主要危害類型，其中直擊雷是鐵路信號(hào)設(shè)備受到雷電的直接影響，并且?guī)?lái)的危害比較大，鐵路信號(hào)設(shè)備會(huì)遭受比較嚴(yán)重的破壞，更有甚者可能會(huì)讓鐵路信號(hào)系統(tǒng)直接癱瘓，喪失所有功能和作用。另外一種是感應(yīng)雷，與直擊雷相比此種現(xiàn)象對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成的影響較小，主要是通過(guò)雷電形成的感應(yīng)磁場(chǎng)破壞鐵路信號(hào)，從而使信號(hào)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，導(dǎo)致信號(hào)受到干擾或是信號(hào)錯(cuò)誤等問(wèn)題發(fā)生，不會(huì)對(duì)信號(hào)設(shè)備造成直接破壞，所以維修工作的難度相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較低[1]。雖然如此，但感應(yīng)雷所帶來(lái)的影響也不能忽視，如果鐵路信號(hào)受到干擾，就會(huì)影響鐵路的正常運(yùn)行。

雷電主要是通過(guò)入侵信號(hào)來(lái)干擾鐵路信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行，具體的入侵方式有以下三種：（1）交流電入侵。在交流電入侵的過(guò)程中，雷電首先會(huì)進(jìn)入到高壓線路中，高壓變壓器會(huì)將雷電轉(zhuǎn)化成低壓，最后對(duì)低壓設(shè)備造成破壞。（2）軌道電路入侵，軌道電路傳輸線主要是使用鋼軌材料制作而成，而鋼軌又是雷電傳輸?shù)妮d體。（3）電纜入侵。鐵路信號(hào)設(shè)備主要是通過(guò)電纜完成相互之間的連接，而雷電可以在電纜材中進(jìn)行傳輸，如果發(fā)生了雷雨天氣，電纜就會(huì)作為雷電傳輸?shù)妮d體，通過(guò)電纜進(jìn)入到室內(nèi)，從而引發(fā)安全事故[2]。因?yàn)槔纂娍梢酝ㄟ^(guò)多種方式對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成影響，所以需要全面掌握不同的干擾方式，從根本入手，采取有效措施防止或減少雷電造成的危害，從而使鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷整治目的得以實(shí)現(xiàn)。

2 鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷整治措施

防雷整治工作的難度較大，并且過(guò)程比較復(fù)雜，在具體整治過(guò)程中需要科學(xué)合理的應(yīng)用信息技術(shù)，還需要大量的人力、物力和財(cái)力支持。因此，在開(kāi)展鐵路信號(hào)設(shè)備的防雷整治工作之前，首先要制定一套科學(xué)合理的整治方案，根據(jù)地區(qū)和環(huán)境的不同，再結(jié)合不同地區(qū)雷電出現(xiàn)的頻率和次數(shù)，以及可能會(huì)造成的危害，從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，確保方案內(nèi)容的完善性和有效性，從而使雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成的影響降到最低。

2.1 配置接閃裝置

在鐵路信號(hào)設(shè)備周?chē)O(shè)置的避雷裝置就是接閃裝置，主要由避雷網(wǎng)和避雷線組成，其作用是提前承受電閃雷擊，然后利用能量傳遞機(jī)制，把雷擊產(chǎn)生的能量傳到土地中，在一定程度上對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備起到保護(hù)作用，此種方法是比較傳統(tǒng)但可以收獲到效果的防雷措施。在配置接閃裝置時(shí)，應(yīng)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)避雷網(wǎng)和避雷線，確?？梢匀娓采w，避免出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，同時(shí)還要對(duì)避雷網(wǎng)和避雷線體系作出正確評(píng)價(jià)，保證能夠發(fā)揮出比較理想的引雷和接閃效果。

2.2 構(gòu)建綜合防雷電系統(tǒng)

鐵路信息系統(tǒng)的規(guī)模較大，而且復(fù)雜程度較高，里面包含著數(shù)量眾多的電子器械設(shè)備，從而增加了防雷工作的難度，普通防雷設(shè)備無(wú)法達(dá)到十分理想的防雷效果。所以，可以構(gòu)建一套綜合防雷系統(tǒng)，以此來(lái)提高防雷水平。例如，可以將多重防護(hù)措施結(jié)合到一起，科學(xué)融合多種先進(jìn)技術(shù)，充分發(fā)揮出綜合防雷系統(tǒng)的功能和作用。首先，可以將避雷網(wǎng)和避雷帶安裝到鐵路信號(hào)設(shè)備控制室里面，將雷電阻擋在鐵路信號(hào)設(shè)備室之外[3]?？茖W(xué)應(yīng)用電磁屏蔽技術(shù)，進(jìn)一步提升信號(hào)屏蔽效率，最大程度降低感應(yīng)雷造成的電磁干擾。其次，因?yàn)橹睋衾讕?lái)的破壞性較大，并且有可能會(huì)發(fā)生反擊現(xiàn)象，從而讓鐵路信號(hào)設(shè)備遭受反復(fù)破壞，為了有效解決這一問(wèn)題，可以將室內(nèi)的一些設(shè)備和防雷電系統(tǒng)隔開(kāi)，這樣做的目的是阻隔雷電通過(guò)接地系統(tǒng)產(chǎn)生損害的線路，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備起到很好的保護(hù)作用。

2.3 增強(qiáng)雷電屏蔽設(shè)備

如果將鐵路信號(hào)設(shè)備和雷電之間的聯(lián)系切斷，那么雷電就無(wú)法對(duì)信號(hào)設(shè)備造成影響，所以可以設(shè)置雷電屏蔽設(shè)備完成這一目的。此種措施能夠有效規(guī)避雷擊現(xiàn)象，但普通的信號(hào)屏蔽設(shè)備容易受到外界環(huán)境的影響，可能會(huì)出現(xiàn)失靈現(xiàn)象，所以應(yīng)不斷提升雷電屏蔽設(shè)備的整體性能，確保在比較惡劣的環(huán)境中也能維持正常運(yùn)行。為了成功阻隔雷電，通常會(huì)將接地線路安裝到機(jī)械室內(nèi)，需要結(jié)合具體情況讓接地線路實(shí)現(xiàn)有效連接，當(dāng)發(fā)生雷電入侵問(wèn)題時(shí)就能把部分雷電引入地下，從而使雷電帶來(lái)的傷害得到有效控制。另外，還可以安裝雷電屏蔽設(shè)備，避免其他設(shè)備和地面產(chǎn)生連接，有效降低雷電帶來(lái)的損害，從而獲得比較理想的雷電屏蔽效果。為了獲得警示和保護(hù)作用，還可以將防雷安保器設(shè)置在鐵路信號(hào)設(shè)備上面，進(jìn)一步提升鐵路信號(hào)的穩(wěn)定性。如果發(fā)生雷擊危險(xiǎn)時(shí)，設(shè)備就會(huì)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)還能發(fā)揮出信號(hào)防護(hù)作用，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備起到良好的保護(hù)作用。

2.4 采取均壓措施

當(dāng)接閃裝置遭受雷擊之后，會(huì)產(chǎn)生比較大的電位差，為了有效消除這種現(xiàn)象，可以科學(xué)合理的安裝均壓環(huán)結(jié)構(gòu)裝置，從而讓電路設(shè)備能夠正常運(yùn)行，同時(shí)也能讓電路設(shè)備思維應(yīng)用效果得到提升，穩(wěn)定性也會(huì)增強(qiáng)。在具體安裝過(guò)程中，需要保證均壓環(huán)和接地的導(dǎo)電體形成有效連接，使其獲得良好的導(dǎo)電傳遞能力，將存在的閃絡(luò)問(wèn)題隱患消除，還應(yīng)對(duì)接閃間距進(jìn)行合理設(shè)置，通過(guò)計(jì)算獲得比較可靠的安全距離。在選擇基地導(dǎo)線材料時(shí)，可以選擇具有良好導(dǎo)電性能的粗導(dǎo)線，當(dāng)發(fā)生雷電現(xiàn)象時(shí)，確保室內(nèi)的各種設(shè)備保持相同的狀態(tài)，等電位島也就由此形成。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電位協(xié)調(diào)工作的重視，采取有效措施科學(xué)管理每一個(gè)室內(nèi)設(shè)備，并不斷提升管理工作水平和質(zhì)量，對(duì)逆電位差進(jìn)行有效控制，對(duì)每個(gè)電氣元件的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析，并以此為依據(jù)確定串聯(lián)方式，在此過(guò)程中還要制定科學(xué)的過(guò)電壓保護(hù)機(jī)制，讓設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中獲得良好的保護(hù)效果。

2.5 分流保護(hù)

為了進(jìn)一步提升防雷效果的控制能力，可以合理應(yīng)用分流保護(hù)器，在避雷管控工作中，過(guò)電壓保護(hù)通過(guò)分類保護(hù)的形式，可以讓雷電的電壓峰值進(jìn)一步降低，鐵路信號(hào)設(shè)備受到的影響程度也會(huì)降低，從而讓雷電的防控效果進(jìn)一步提升，分流保護(hù)方式的安全性和可靠性也得到增強(qiáng)，有效降低了對(duì)分流保護(hù)設(shè)備造成的損害。與此同時(shí)，以分流保護(hù)為基礎(chǔ)，對(duì)多級(jí)分流保護(hù)機(jī)制進(jìn)行深入研究，確保最大程度降低雷電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成的影響，從而讓分流保護(hù)效果得到有效提升。

2.6 信號(hào)系統(tǒng)防雷

近年來(lái)，為了提高鐵路信號(hào)設(shè)備的控制水平和控制精度，微電子控制設(shè)備在鐵路信號(hào)設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，天網(wǎng)、地網(wǎng)、微機(jī)控制室電磁屏蔽、綜合接地和信號(hào)防雷系統(tǒng)等防護(hù)措施相繼出現(xiàn)，并且獲得了比較理想的防雷效果。雖然如此，但還是會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)微電子控制設(shè)備的雷擊現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)此種現(xiàn)象的分析，可以發(fā)現(xiàn)是由感應(yīng)電入侵和地電位反擊引起的這種問(wèn)題。首先，可以在鐵路信號(hào)機(jī)械室中設(shè)置法拉第籠，以此來(lái)屏蔽雷電電磁信號(hào)。在法拉第籠具體的建設(shè)過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)置雷電避雷網(wǎng)、避雷帶和接電系統(tǒng)，通過(guò)完善的法拉第籠實(shí)現(xiàn)屏蔽雷電所引起的電磁感應(yīng)的目的，從而讓鐵路信號(hào)可以發(fā)揮出正常的功能和作用。然后，當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)可能會(huì)引起地電位反擊現(xiàn)象，為了有效控制這一現(xiàn)象，需要做好鐵路信號(hào)機(jī)械室的等電位。如果鐵路信號(hào)機(jī)械室內(nèi)存在的接地系統(tǒng)種類較多，那么當(dāng)發(fā)生雷擊現(xiàn)象的時(shí)候，就容易導(dǎo)致接地電阻出現(xiàn)不均衡的情況，這種情況下也會(huì)引起電位差和地電位反擊問(wèn)題。因此，需要科學(xué)合理的設(shè)置鐵路信號(hào)機(jī)械室內(nèi)的地網(wǎng)，并嚴(yán)格控制單獨(dú)接地系統(tǒng)之間的距離，通常情況下相互之間的距離應(yīng)保持在25米左右。

2.7 不斷提升鐵路工作人員的專業(yè)素養(yǎng)

雷電防護(hù)工作不僅對(duì)專業(yè)技術(shù)的要求較高，而且還存在較大的安全隱患，對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō)，需要不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，并不斷充實(shí)自身專業(yè)知識(shí)，只有這樣才能確保防雷整治工作的順利開(kāi)展，從而實(shí)現(xiàn)防治雷電的目的。但通過(guò)對(duì)當(dāng)前實(shí)際情況的了解，可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)鐵路部門(mén)的防雷工作仍存在許多問(wèn)題，工作人員自身綜合素養(yǎng)仍有待提升。另外，在具體的雷電防治工作過(guò)程中應(yīng)注重工作人員的人身安全，需要采取有效措施做好工作人員的保護(hù)工作，還要不斷提高工作人員的安全防護(hù)意識(shí)，讓他們充分認(rèn)識(shí)到安全的重要性。企業(yè)可以將招聘條件提高，還可以定期組織相關(guān)工作人員參加專門(mén)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓鐵路工作人員的專業(yè)素養(yǎng)全面提升，確保每一個(gè)工作人員都具備較高的專業(yè)水平，能夠勝任各自的工作崗位，在具體工作過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)督工作人員的個(gè)人行為，督促他們佩戴完整的防護(hù)裝備，為鐵路雷電防治工作人員的人身安全提供可靠保障。

3 結(jié)語(yǔ)

鐵路交通作為一種常見(jiàn)的出行方式，在我們的日常生活中發(fā)揮著十分重要的作用，需要加強(qiáng)對(duì)列車(chē)安全運(yùn)行的重視。由于雷電會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成嚴(yán)重危害，所以要想確保鐵路交通的安全運(yùn)行，就需要做好雷電防治工作，最大程度降低雷電帶來(lái)的影響。首先要全面了解并掌握鐵路信號(hào)設(shè)備受到的具體影響，然后分析雷電對(duì)信號(hào)設(shè)備造成影響的途徑，最后根據(jù)分析結(jié)果制定行之有效的雷電防治方案，并確保方案能夠得到有效落實(shí)，從而為鐵路信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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