关于铁路信号设备防雷设备的研究
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
格都是选用热镀锌扁钢交叉焊接构成[8]。
热镀锌钢材需要镀上50μm左右的特殊
保护层。
②避雷带
避雷网需要采用热镀锌圆钢沿屋顶周围设罩一圈，距离墙体高度大约1.5m左右[8]。
热镀锌圆钢作为避雷带的支撑柱，支撑柱之间相隔的距离不能超过1m。
③引下线
避雷带和接地装置之间的连接线统称为引下线，引下线需要在机房周围均匀
铺设4～6根。
引下线与电气线路之间的间距不能太短，应大于1m为宜。
固定卡钉必须安装牢固，间距不能大于2m。
引下线也是采用热镀锌扁钢和热镀锌圆钢，在扁钢和圆钢的焊接处不能出现急转弯，弯角不能小于90°。
法拉第笼可以利用建筑物的钢筋混凝土结构或者框架结构建筑物来实现引下
线和大空间的屏蔽网作用，这样做大大节省了投资，也充分利用了资源。
当引下
线在利用建筑物内的主钢筋时，主钢筋应该与接地装置以及避雷带焊接起来。
（2）安装电子设备的机房法拉第笼屏蔽
安装电子设备的机房应采用室内法拉第笼屏蔽，且要符合以下标准：
①屏蔽层必须在引下线和地连接处应该采用直径不小于5mm的软铜线连接。
②屏蔽层应选用铝板或者铁板等屏蔽材料，材料厚度不可小于0.6mm。
③门窗屏蔽应采用横截面积超过4mm、网孔直径小于75mm的铝合金网，
并连接横截面积大于18mm的软铜线与地网或屏蔽层。
④相互连接的金属直接或者网格铜箔带最好采用10mm2的铜带。
⑤金属板每相隔500mm，就必须焊接不小于2mm2的软铜线。
⑥机房地面需要采用防静电地板，地板下的金属支架应该相互可靠连接[3]。
2.5 引入信号机械室的信号、通信电缆的防雷
浪涌保护器主要的功能就是保护室外引入信号机械室的信号、通信等其他线缆。
浪涌保护器设置的位置主要集中在室内防雷柜或分线柜上。
浪涌保护器的连接线应该采用阻燃塑料保护套，横截面积须超过1.5mm2，如果采用的是并联的方式，连接线的长度不能超过0.5m。
若条件不允许的情况下，超过1.5m的部分则需要用凯文接线法；浪涌保护器接地线长度不能超过1m。
3结论
本文首先掌握雷电侵入信号设备的方式，通过对过程的研究，得出多种途径
来预防雷电的侵入。
设置避雷针、避雷带、法拉第笼屏蔽等都是很好的预防雷击
的措施。
法拉第笼屏蔽法虽然材料较多，要求也较为苛刻，但是防雷的效果却是
最好的。
在重要的铁路枢纽站中，建议最好采取法拉第笼屏蔽法。
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铁路信号设备的防雷方案分析
铁路信号设备的防雷方案分析发布时间：2021-07-21T07:52:30.211Z 来源：《防护工程》2021年8期作者：刘佳禄[导读] 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。
刘佳禄呼和浩特铁路局集团公司包头电务段内蒙古包头市 014010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。
关键词：铁路信号设备防雷措施一、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。
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。
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二、铁路信号设备智能防雷系统的设计2.1智能防雷系统的组成及模块设计铁路信号设备智能防雷系统是将传统防雷保护为基础，对其实施智能化的改造，使用全新的技术与传感器、智能防雷模块相互结合，为系统提供综合预警、参数展示、数据查询等全新的功能。
利用创建可追溯智能平台，使传统被动防雷保护成为主动智能化的防雷系统，此智能防雷系统主要包括数据中心、传感器收集单元、智能防护单元、检测平台。
论述铁路信号设备防雷技术
论述铁路信号设备防雷技术铁路信号设备是列车安全和提高运输效率的重要保障，我国铁路事业的发展带动了铁路信号设备的发展。
由于精密仪器的弱电工作环境会被强电磁脉冲干扰，因此，铁路信号设备防雷技术的研究将有利于提高列车运行安全和运输效率。
1 雷电的危害性及防雷的必要性雷电对铁路信号设备的危害可分为两类，即直击雷危害和感应雷危害。
所谓直击雷危害，就是在雷电活动期间，雷电对铁路附近的建筑设施、信号系统设备、线号传输线路以及铁轨等进行直接雷击，使这些设备和建筑等被破坏，进而影响铁路信号设备的正常运转。
而感应雷危害，则是指雷云之间或是雷云对地进行放电时，会在附近的铁路信号设备、信号传输线路等之间产生静电干扰或是电磁感应现象，对线号传输线路或是铁路信号设备产生危害，使它们不能正常工作。
常见的感应雷可分为静电感应雷和电磁感应雷两大类，它们原理不同，但都会影响铁路信号系统的正常工作。
一般情况下，直击雷对铁路信号设备造成的危害要比感应雷更为严重，但由于直击雷发生的概率要比感应雷小得多，而且具有较大随机性，难以预测，所以防雷工作一般是针对感应雷进行的。
对雷电防护装置的管理工作，要是不能认真进行，势必会使雷电造成的危害进一步扩大。
铁道部将列出由于雷电设施维护不足和管理混乱而发生事故的管理单位名单，并追究相关责任人，并且将逐步完善防雷责任制系统与相应的雷电事故发生时的应急预案，细化防雷电设备维护责任，通过逐级负责，最大幅度地减小雷电事故发生的可能性，降低雷电干扰对铁路运输生产造成的不利影响。
2 雷电类型分析与防雷措施想要有效避免雷电干扰对铁路电子设备所造成的不良影响，要了解雷电入侵电子设备运行的途径与雷电的类型，针对不同种类的雷电危害采用不同种类的防护措施。
2.1 雷电分析依照雷电瞬间产生的高压放电破坏电子设备的方式不同，可以将干扰电子设备的雷电分为直击雷和感应雷两种类别。
2.1.1 直击雷。
如果电子线路或者电子设备被雷电直接击中，雷电将强电压直接作用在设备表面，大电流瞬间直接进入设备，这种情况称之为直击雷。
兰州枢纽铁路信号设备防雷保护及接地方案
浅谈兰州枢纽铁路信号设备防雷保护及接地方案摘要: 随着铁路的跨越式发展,铁路信号设备也不断向更集成更智能的方向发展。
信号设备在整个铁路系统中的作用也更加重要。
就兰州枢纽根据地理位置、天气状况等因素合理选择避雷设施,保证铁路信号不被破坏,是保证铁路安全运营的关键所在。
关键词：枢纽铁路信号设备防雷接地前言作为站场集中、信号设备密集的兰州枢纽项目工程，在工程中大量运用了计算机等电子设备，由于这些系统和设备耐过压能力有限，雷电高压以及雷电电磁脉冲侵入所产生的电磁效应、热效应都会对系统和设备造成干扰或永久性损坏。
为确保铁路行车安全，确保信号技术装备的可靠性，对信号设备采取雷电综合防护措施可以将雷电对电子设备造成的灾害降到最低限度，减少被保护的信号系统设备遭受雷击损害的风险，因此有效的信号防雷保护措施将显得尤为重要。
同时，能够对驼峰专用电源进行合理的安装，积极的监测也是保证驼峰作业安全高效的前提。
1 信号防雷原则与方案通常情况下，铁路枢纽站场设备遭受过电压和过电流攻击的方式主要是直击雷、雷电感应高电压、雷电电磁脉冲辐射。
雷电防护的原则是等电位连接。
等电位连接就是使过电压(或电流)以最短的距离就近与等电位连接网络连接，使过电压(或电流)尽快泄漏到大地，达到保护设备的目的。
电磁兼容防护的原则是利用室内的金属物有机构成一个“法拉第笼”，进行接地连接。
1.1 信号防雷原则(1)外部防雷以信号楼避雷网、避雷带为接闪器，通过引下线和接地体把雷电流泻放到大地。
(2)内部防雷屏蔽（隔离），等电位连接，合理布线，安装浪涌保护器（spd）1.2 防雷方案(1)信号楼防雷信号楼采用由屋顶避雷网、避雷带、引下线和接地系统构成法拉第笼进行防护。
由于本次新建信号房屋，引下线采用暗敷的方式，利用混凝土框架内垂直主筋作为引下线，主筋间用相同规格的钢材相互焊接成不大于5m*5m的网格，并保证电气连接的连续性。
主筋上端与避雷带焊接，下端就近与接地网焊接。
铁路信号设备的系统防雷
铁路信号设备的系统防雷【摘要】随着现阶段科技的发展，人们开始将越来越多的电子信息技术，运用到铁路运输当中去，这就使在铁路运输的自动化程度越来越高。
但是电子设备有一个很大的弊端，就是非常容易受到干扰，对于雷电的防护能力极差，铁路信号在铁路运输中担负着极为重要的责任，如果一旦铁路信号设备遭到破坏，就会严重的影响到铁路的正常运输。
【关键词】铁路；信号设备；系统防雷1.引言随着现在铁路运输的不断发展，在现阶段的交通运输中铁路运输已经成为我们现阶段运输中的主要运输工具。
铁路的安全运输离不开铁路信号的运用。
随着科技的不断发展，人们对于铁路信号设备开始不断地完善，但是铁路信号设备仍然会因为雷电受到比较严重的伤害，这就要求在对于铁路的设备进行设计的时候一定要对于信号设备的防雷做出系统的考虑。
2.对于雷电灾害的分析物理上对于雷电的定义，就是指一种带电的云层与另一种带有异种电荷的云层，对于大地产生放电的一种情况。
现阶段主要影响铁路信号的雷电，分为直击和感应两种形式。
直击雷，顾名思义就是雷电直接的击中建筑物或者是信号的线路设备，给建筑或者是信号设备带来巨大的伤害的一种雷击方式，这种雷电方式虽然具有很强的破坏性，但是它的发生概率是很低的。
相对来说，感应雷对于各类的建筑物或者是信号设备，没有那么严重的损害，但是它的发生概率却很高。
感应雷的产生，主要就是因为雷电放电的时候会存现的强大的电磁场，它的信号系统与附近的信号设备产生强大的电磁感应脉冲形成的。
这样的雷击虽然没有什么大的危害，但是却也足以对于这些电子设备产生毁灭的影响。
因此，在铁路信号设备中进行防雷是一件非常必要的事情。
3.雷电对于铁路信号的影响铁路在运行的时候，主要就是依靠着铁路信号设备的指挥，才能够安全可靠的完成运行。
因为这种原因，铁路信号设备的种类就会有很多种，而且这些设备的数量也是非常多的，雷电对于这些设备的入侵方式也无形中增加了，当设备一旦受到雷电的袭击的时候，就十分容易使得铁路信号系统中断，引起铁路运输系统的瘫痪，严重的还可能会引起火灾、爆炸等事故的发生，给人们带来更大的损失。
大秦铁路防雷设施分析和探究
１大秦铁路信号设备防雷的重要性 据调查统计，大秦铁路信号设备站区 （ 机械室） ５ ８ 处 ，防雷器材 ４ １ ７ ２ ６ 处， 地线 １ ２ ８ ３ 处， 涉及轨道、 信号机、 电源 、 电子设备四大类别 ６ ９ 种型号 。进入雷 雨季节 ， 由雷击造 成设备故 障影响铁路 运输安全 还有发 生。 虽然相对改造前故障件数延时有所减少， 但相对重载万吨行车密度 大的大秦线影响还是很大。目 前， 所有计算机联锁车站防雷整治工作正 在紧张进行， 内容包括雷击防护、 机房屏蔽、 地线整治、 加装防雷保安器 、 测试防雷器材、 排查不合格元器件等。 针对 因防雷设施 维护或管 理不 当造成信 号设备 发生雷 害列 管理单 位责任的规定 ， 继续建立防雷逐级负责制和雷害应急预案 ， 明确雷电防 护装置的设计 、 施工、 维护和管理等单位及人员的责任， 做到逐级负责 ， 尽 最大 限度 减少雷 害对铁路运输 生产 的影 响。
２大秦铁路信号设备防雷现状及雷害 分析
Ｚ Ｉ结合大秦铁路信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析， 雷 电防护现状存 在以下 特 ： Ｚ Ｉ ． １大秦铁路信号设备广泛设置在铁路沿线设备分散，特别容易 受各地区雷电气候影响， 线路长、 地面积较大， 且多数设备分布在山区、 旷野等易遭受雷电攻击的地区。 Ｚ １ ． ２电子设备大量使用对信号设备可靠运行提出更高要求。与钢 轨连接的相关铁路信号设备 ， 如信号机 、 轨道电路 、 电动转辙机等还较 容 易受 到不 明雷电流 的威 胁 。 ＺＩ ． ３部分机械室至车站运转室视频线， 仍使用的是架空明线 ， 经常 受 到感 应雷 的侵 扰 ， 造成运转 室控制 台黑 屏 。自 动 闭塞 区间由于站 间距 离长 ， 电缆 易受到雷 电感应 。 盘。 ２ ． １ Ａ － 由于部分未改造机房存在多类接地系统 ，其冲击接地电阻不 ４ ． ２大秦铁路信号设备综合防雷整治容易遗漏的防雷： （ １ ） 旧机械室做综合天网， 新旧机械室间联系电路防雷； （ ２ ） 新增区 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。 ’ 间综合柜方向、 电话 、 灯丝电路防雷 ； （ ３ ） 非发码区段集中供 电防雷； （ ４ ） ｚ １ ＿ ５防雷原 件种类过 于繁多 ， 采购 困难 。 部分矮柱信号机防雷； （ ５ ） 发码区段送电端、 受电端防雷 ； （ ６ ） 轨道集束送 Ｚ １ ． ６防雷元 件测试 、 防雷 设施 维护机 制正在逐步 完善 。 电电缆 防雷。 ２ ０ ０ ７ 年 开始 ， 对大 秦线 首期 ４ ８ 个站 进行 系统 防雷改造 ， 有效 提 高 ５大秦铁路信号设备综合防雷整治中值得注意的问题 铁路信号设备安全 『 生及机房设备、 计算机的运行可靠度。具体措施是 ： ５ ． １综合 防雷设置型 号与实 际安装不符 选取原则应该按 照 ３ ８ ０ Ｖ 电源 选 择 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ一 ３ ８ ５类 型 防 雷 装 置 使整个 车站信 号设备 的雷 电防护有 良好 的避雷设施 、下 引线和统 一 的 Ｓ Ｐ Ｄ ） ； ２ ２ ０ Ｖ不稳压 电源 选择 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ － ３ ８ ５ 类 型防雷 装置 （ Ｓ Ｐ Ｄ ） ； ２ ２ ０ Ｖ稳 接地网。 采取完善的感应雷防护措施。 在供电系统、 信号采集传输系统、 （ 计算机网络系统、 机房接地系统等进行可靠有效的防护 ， 在拦截 、 分流 、 压 电源选择 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ－ ２ ７ ５类 型 防 雷装 置 （ Ｓ Ｐ Ｄ ） ；低 于 ６ ０ Ｖ 电 源 选 择 均衡、 接地 、 布线 、 布局等方面实现多层次的综合防护。 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ － ７ ５ 类型防雷装置（ ｓ Ｐ Ｄ ） ； 站联 、 场联 、 半 自动选择 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ － １ ３ ０ 类型 几年来实践证明防雷设施改造后防雷设备效果明显 ，雷害引起信 防雷装置（ Ｓ Ｐ Ｄ ） ； 视频 、 Ｒ Ｊ ４ ５ 网络 、 通道 属于 串联 型防雷 。 号故障大幅降低， 取得经验值得推广。 ５ ． ２防雷接地 体应坚持 共地不共 线 的原 则 ２ ． ２大秦铁路站区—体化设备从国内移频改成 Ｚ Ｐ Ｗ－ ２ ０ ０ ０ Ａ，电气 级电源防雷地线、 分线盘防雷地线 、 人身地线 、 屏蔽地线入地前 集 中由 ６ ５ ０ ２电气集中改成微机联锁以后至综合防雷整治之前 的雷害 不 能连接 在一起 ， 应 各 自连接在 同一 ｆ 生 质的接 地汇集板 上 ， 然 后再 由汇 分析 ： 集板 接人大地 。 ２ ． ２ ． １ 雷 击造成强 电进入使放 大器 内部 芯片损坏 。 ５ － ３防雷 原件 急需统一 ． ２ ２ ． ２无 防雷元 件 ， 电源发生 感应 电流后 ， 无能 量释放 ， 造成 电路 中 大秦线 防雷 共 ６ ９种 ， 同制式 的设 备 防雷 的型号 不统 一 ， 造成 种类 生成强大 的感应磁场 、 感 应电流 。 繁多， 现正在努力探索防雷元件种类统一 ， 便 于备件的储存 ， 利用职工 ２ ． ２ － ３人身安全地线与设备防雷地线共用使用 ，由于地电位差的存 测试 和更换 。 在， 易生成次生 电流 。 ６结束 语 ． ２ ２ ． ４防雷组合的引接线与接地线的线径（ ｑ ｂ ２ ３ ｘ ０ ． １ ５ ） 不符合《 铁路 随着大秦铁路电务设备不断更新换代 ， 电子化程度进一步提高 ， 雷 信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见》 （ 铁运 ２ ０ ０ ６ ） ２ ６ 号的 击放 电， 诱 发 电磁脉 冲过 电压 和过 电 流 ， 会经 各 种途 径损 坏信 号设 备 ， 规定， 在设备受到雷击时 ， 易烧损， 起不到应有的作用。 直接威 胁铁路正 常 的安全 生产 。 设 备在雷 雨季节能 否安全稳定 的运用 ， ２ ． ２ ． ５防雷组合的引接线与接地线的配线工艺不符合要求。集中或 是摆在我们面前的—个不断面临的课题。 所以， 加强信号设备防雷工作 分散式防雷装置的配线不得与信号设备的配线混绑在一起 ， 应分别绑 尤为重 要 。 参考 文献 扎且做隔离防护。若混搭在一起 ， 在信号设备受到雷电侵袭时， 由于防 雷装置的配线变“ 脏” ， 使得“ 纯净” 的信号配线也相应变“ 脏” ， 净线感应 ［ １ 】 铁运《 铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见》 （ ２ ０ Ｏ ６ ） ２ ６ 号． 生成雷电流， 扩大雷电侵袭范围， 不易于信号设备的防雷。
浅析铁路信号设备的防雷设计
1 雷电危害影响途径
备。 是保障建筑物有良 第四 好的接地， 降低雷
击建筑物时接地点电位损坏设备。 (2)构成屏蔽接地栅使用导电良好的镀锌 铜条在信号顶面和四周构成屏蔽接地栅(法拉 第笼)， 与接地网良好连接由于信号楼内有大t 低压电子逻辑系统、 遥控、 小功率信号电路的 电器设备， 需要加装专门的屏蔽网。根据铁标 有关防雷技术标准， 应在整个屋面组成不大于 规定大小的网格， 所有均压环采用避雷带等电 位连接。 ( 3 ) 实行等电 位连接室内 设备的各类地线、 窗栅、金属管线都要接在地栅上， 实行等电 位连接。这样也可利用信号楼中的金属部件 以及钢筋构成不规则的法拉第笼， 起到一定或 更好的屏蔽作用。 (4)并接过电压保护器件电源线路人口(室 内核心电子机柜的单元电源入口也有必要)并 接过电压保护器件， 抑制电源浪涌电压， 防止 浪涌电压窜入微电子设备造成损坏。弱电设 备的电源雷电侵害主要是通过电源线路侵人。 (5)串接过电流保护器件信号线路入口串 接过电流保护器件， 抑制信号系统浪涌电压产 生的过电流， 防止过电流窜入微电子设备造成
安装方式没有限制， 无电弧外泄， 无须使用大 所有模块都可 为更好的掌握铁路信号设备的防雷设计， 体积的隔离金属箱。无需断电， 取下检测和更换。安装简单， 支持凯文接线， 首先应了 解雷电影响铁路信号设备的途径。 N/ PE 端的隧道式连接， 免除调线的繁琐。容 在雷暴活动区域内， 雷电直接通过建筑物 反应速度快 ， 插人损耗小。采用 构架、信号传输线路、钢轨对地放电所产生 通电流大， 即使 的电击现象， 即直接雷击。直击雷害发生概 NPE 模块的防雷器可在电网出现故障时， 流经防 率较低 ， 微电子设备抗直击雷能力也很低。 在地阻值高或地线连接不良的情况下， 防雷器与电 除去直击雷危害外， 一般为感应雷击危害。 雷器的电流可使前级保险丝脱逃， 网隔离， 防止防雷器损坏。 当雷电直击在装置有信号设备的建筑物或击 在装置有信号设备的场所附近的构筑物、地 2 . 3 对铁路站场雷电防护的分析 铁路站场设备遭受过电压和过电流攻击 面突出物或大地时， 雷电电磁脉冲将在信号系 的途径可分为直击雷、感应雷、传导雷、操 统内产生过电压和过电流， 这是雷电对铁路信 作过电压 4 种。结合站场设备的分布特点及 号设备主要的影响途径。感应雷是雷电在雷 雷电攻击的途径类型， 铁路站场雷电防护存在 云之间或雷云对地放电时. 在附近的户外传输 以下特点: 信号线路( 如信号电缆线) 、埋地电力线、设 (1)铁路站场占 地面积较大， 站场主要设备 备间连接产生电磁感应并侵入设备， 使串联在 线路或终端的电子设备遭到损害。雷电冲击 (如数字微波通信、 车站数字通信分系统、站 无线列调通信、 平面调车通信、 信 波向信号设备供电的电源系统侵入， 侵入高压 场广播机、 通信楼。 信 线传至高压变压器， 若该变压器未装避雷器或 号微机联锁等设备)集中在信号楼、 避雷器失效， 雷电波幅值又较大， 就会击穿变 号楼、通信楼的避雷针应能满足对整个信号 压器初级、次级绕组间绝缘。这样数百千伏 楼、 通信楼区域的保护， 有效防止直击雷的袭 的雷电压就会直接侵入 交流低压电源， 严重破 击。 (2)铁路道轨是接受直击雷和传导雷感应 坏低压侧的信号设备。向信号设备的轨道电 路侵人， 轨道电路用钢轨作为传输线 ， 它一般 雷的良好导体。与道轨连接的相关铁路信号 如信号机、轨道电路箱、道岔电动转辙 高出地面， 有的铁路旁有高山、树木， 有的是 设备， 将受到雷击的严重威胁。 大桥， 也容易遭雷击。雷电浪涌是近年来由 机等， (3)信号楼微机联锁及通信机房、通讯楼 于微电子设备(如计算机联锁设备)的不断应用 而引起人们极大重视的一种雷电危害形式， 同 通讯机房等重要区域的户外线路可能遭受到 线路中的大电流串入各机房内部， 时其防护方式也不断完善。最常见的电子设 直击雷后， 从而引起对内部设备的损坏。当雷雨云之间、 备危害不是由于直接雷击引起的， 而是由于雷 击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪 雷雨云对大地之间放电时雷闪电流的高频电 磁场对暴露在空间或室内的电源线、信号线、 涌 引起 的 。 数据线上产生远远超过设备抗电强度的感应 雷击过电压， 使设备损坏。 2 防雷设计分析 ( 4 ) 雷电防护的原则是 “ 等电位” 。由于 2. 1 直击雷防 一避雷 护 针 其冲击接地电阻不均 对于直击雷防护一般采用避雷针防护。 机房存在多类接地系统， 在雷击发生时， 雷电流引起地电位差， 造成 普通避雷针， 通常为一根铁棒， 将端部磨尖， 通 衡， 地电 ， 和设备遭受损害。 过接地引下线将地电位(通常认为零电位)引至 “ 位反击”使人员 (5)操作过电压引 起的危害， 如储藏设备的 针尖， 利用针尖的高度(比被保护物高出许多)， 输电线路的短路、 周围大容量设备运行 比被保护物优先产生上行先导， 与雷云的下行 开关、 先导相遇， 从而达到引雷入地的效果， 保护其 时产生的工业干扰或操作过电压在电源线上 它建筑物免受雷击的侵害。预放电型避雷针 会产生5000- 6000V, 3kA 的浪涌过电压及浪 涌电流， 它们的窜入也会对信号楼、通信楼内 利用 T雷云产生的空间电场强度 ， 预先使周围 的空气电离， 空气离子在空间电场的作用下加 的设备产生很大的破坏。 速接近雷云， 从而使迎面先导提前与雷云的下 2 . 4 铁路信号雷电防护一般手段 ( 1)埋设网状接地围绕信号楼埋设网状接 行先导相遇， 使得引雷的可靠性和半径提高， 地， 对地电阻必须小于 1 。。这是对设备的外 增强了保护性能。 部防护， 首选是将主要的雷电流引入大地 。 其 2. 2 雷击电 磁脉冲防护一防雷器 应用新型高能量密度的石墨电极材料。 次是在将雷电流引入大地的时候尽量将雷电 避免造成过电压危害设备。 第三是建 采用多电极堆， 保证可控制的能量分配， 并联 流分流， 避免由于电位差危害设 电容控制对模块达到低残压水乎。密封设计， 筑物各点的电位均衡，
浅析铁路信号设备的防雷设计
了。因此 ， 有必要对铁路 信号防雷进行 系统设计 ， 利用现代 雷电防护理论 ， 采 用合理的 防护技 术 ， 对信号设备进行 系统的防雷保护 ， 减少 雷电影响 ， 延长设备使 用寿命 ， 提 高设备可靠性 。
关键词 ： 铁路 信 号 ； 防 雷设 计 雷 电 防护
１ 雷 电危 害影 响途 径 ３ ． ２ 铁路道轨是接受直击雷和传导雷感应雷的良好导体。与道轨连 为更好的掌握铁路信号设备 的防雷设计 ，首先应了解雷电影响 接 的相关铁路信号设备 ， 如信号机 、 轨道 电路箱 、 道岔电动转辙机等 ，
多） ， 比被保护物优先产生上行先导 ， 与雷云的下行先导相遇 ， 从而达 到引雷 ＾ 地的效果 ， 保护其它建筑物免受雷击的侵害。预放电型避雷 针利用了雷云产生的空间电场强度 ， 预先使周围的空气 电离 ， 空气离 子在空间电场的作用下加速接近雷云， 从而使迎面先导提前与雷云的 下行先导相遇 ， 使得引雷的可靠性和半径提高 ， 增强了保护 陛能。 ２ ． ２ 雷击电磁脉冲防护 一防雷器。应用新型高能量密度的石墨电极 材料 。 采 用 多 电极 堆 ， 保 证可 控制 的能量 分配 ， 并联 电容 控制对 模块 达 到低 残压 水平 。密 封设 计 ， 安装 方式 没有 限制 ， 无 电弧外 泄 ， 无 须使 用 大体积的隔离金属箱 。 无需断电 所有模块都可取下检测和更换。 安装 简单 ， 支持凯文接线 ， Ｎ ／ Ｐ Ｅ端的隧道式连接 ， 免除调线的繁琐。 容通电 ４ ． ５ 串接过电流保护器件信号线路入口串接过电流保护器件，抑制 流大 ， 反应速度 陕， 插入损耗小。采用 Ｎ Ｐ Ｅ模块的防雷器可在电网出 信号系统浪涌电压产生的过电流 ， 防止过 电流窜入微电子设备造成损 现故障时， 即使在地阻值高或地线连接不 良的情况下 ， 流经防雷器的 坏 。 电流可使前级保险丝脱逃， 防雷器与电网隔离 ， 防止防雷器损坏。 ４ ． ６ 采用光纤电缆数据通信和测控技术的接 口电路 ，比各终端的供 ３ 对铁 路站 场雷 电 防护 的分 析 电系统电路显然要灵敏得多， 如计算机联锁设备中设置在行车室的终 铁路站场设备遭受过电压和过电流攻击 的途径可分为直击雷 、 端显示器、 打印接 口。 可采用光纤电缆作为数据传输线 ， 因光缆是靠光 感应雷、 传导雷 、 操作过电压 ４ 种。 结合站场设备的分布特点及雷 电攻 传输的， 不是金属传输的， 并具有抗电磁干扰强的特点 ， 采用光纤 电缆 击的途径类型 ， 铁路站场雷电防护存在以下特点 ： 是 瞌 唇 接口电路昂好 的防雷措施 。 ３ ． １ 铁路站场 占地面积较大 ， 站场主要设备 （ 如数字微波通信 、 车站 铁路信号设备的防雷问题是—个综合 陛的工作 ，不但要注重其 数字通信分系统 、 站场广播机 、 无线列调通信、 平面调车通信、 信号微 设计 ， 更要重视施工工艺技术 。 好的没计需要合格的施工工艺来实现。
铁路信号防雷设备技术分析
防雷器 的通流量在分 区分级 的配置 中要实现 匹配 ， 若 出现不匹配现 象， 就 容易出现在雷电流侵 入时 ， 后一级断路器先于前一级断路器脱扣 掉下 ，造成系统停 电的严 重问题。所以 ，要按 以下原则进行配置 ：室外
０区大 于机械 实 １区 ，机械实 １ 区大与机房 ２区，以电源防雷为例 ，信
磁屏蔽 ，安装避雷网 ；室外信 号设 备直击 雷防护和屏蔽 ，机房信 铁 路 信 号 较 大
近年来我 国雷电事故越来越多 。 随着社会经济 的发展 ， 信 号系统 已
普遍被应用 ，但 由于其防雷设备的不完善 ，造成的雷电事故逐渐增多 。 每年 的 ６ — ８ 月份 是雷 电的高峰期 ， 雷 电事故 明显增 多，由雷电造成 的设
２ ０ １ ３年 第 ２ ０期
电 子 通 信 技 术
铁 路 信 号 防 雷 设备 技 术分 析
●刘 安
随着社会经济的快速发展 ， 铁路提速技术 的不断提 高， 铁路信 号系
袭击。 （ ３ ） 自动 闭塞和半 自 动 闭塞 的诸多信号线 、 控制线都是使用架空 线， 均架设在信号线路 中， 暴露在旷野 中， 在雷雨天气 ， 保护措施较弱 ， 极易受到雷电的威胁 ， 线路 中的大 电流会 串入信号机房 ， 从而引起对 内
要 具有 高密度 、 高速度 、 低 电压和低 能耗 的优 点 ， 但其对雷电的过电压 、
施工和监管单位一定要保证隐蔽工程 的施工质量 ， 如果 地网的某个 地方一旦断开 ，就会形成 “ 不等 电位” ，因此 ， 地 网的连接处一定要处
理好 ，可采取焊接 ，并进行 防腐处理 。
（ 二 ）各 级防雷器的参数要 匹配
出， 为了提高铁路信号设备 的防雷标准 ， 一定要有 良好的避雷设施 、 接 铁路信号 系统是 由多种机 电设备组成 的复杂控制系统 ， 对铁路 运行 的安全 、 高效 、快捷起着至关重要作用 。雷电是发生在大气中的一 种瞬 时高电压 、 大电流 、 强电磁辐射灾害性天气现象 ， 雷电灾害是 “ 联合 国 国际减灾 十年 ” 公 布的最严重的十种 自然灾 害之一 ， 雷电感 应是雷电放 电的强大 电磁 场在邻近铁路信 号系统导线或 系统设备 内产生 的电磁感 应 脉冲 ， 该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不 太高 ， 但 由于 现代铁路 信号 系统设备 采用 了大量微 电子设备 ， 微电子设备耐过电压和 过电流的能力很低 ， 雷电感应引起的 电磁感应脉冲可 以造成雷害。 信号 设备是铁路运输 的耳 目， 对行车安全关系很大 。 为 了更好的确保铁路信 号系统 的稳定性 ， 保障铁 路安全 、 高效运行 ， 因此加强对于铁路信号 系 统防雷技术的研究是十分必要的。
铁路信号设备防雷害浅析
的 屏 保 越 。由 于 微 电 子 设 备 是 弱 电 环 境 工 作 ， 易 受 电 磁 脉 冲 干 扰 ， 至 被 源 系 统 内 部 过 电 压 ） 防 护 。 主 要 防 雷 措 施 有 等 电 位 连 接 、 蔽 、 容 甚 合 这 击 穿 损 毁 。 一 些 微 电 子 器 件 工 作 电 压 仅 几 伏 ， 递 信 息 电 流 小 到 微 护 隔 离 、 理 布 线 和 设 置 过 电 压 保 护 装 置 等 ， 些 措 施 是 较 先 进 的 传
三 、 路 信 号 设 备 防 雷 措 施 铁 （ ）室 内设 备 防 雷 措 施 一
为 代 表 的 微 电 子 设 备 大 量 应 用 ， 信 号 设 备 的 核 心 技 术 有 了 质 的 飞 使
室 内 防 雷 措 施 是 指 在 建 筑 物 内 部 弱 电 设 备 对 过 电 压 （ 电 或 电 雷
（ １冲 击 波 三
（ ２） 弱 电 设 备 的 电 源 雷 电 侵 害 主 要 是 通 过 电 源 线 路 侵 入 的 。 建
议 在 电 源 线 路 入 口 、 内 核 － 子 机 柜 的 单 元 电 源 入 口安 装 过 电 压 室 Ｌ电
成损 坏 。
抑 防 雷 电 冲 击 波 向 信 号 设 备 供 电 的 电 源 系 统 侵 入 ， 入 高 压 线 传 至 保 护 装 置 ， 制 电 源 浪 涌 电 压 ， 止 浪 涌 电 压 窜 入 微 电 子 设 备 而 造 侵 高 压 变 压 器 ， 该 变 压 器 未 装 避 雷 器 或 避 雷 器 失 效 ， 电 波 幅 值 又 若 雷 较 大 ， 会 击 穿 变 压 器 初 级 、 级 绕 组 问 绝 缘 。这 样 数 百 千 伏 的 雷 电 就 次 ｆ 高 压 部 分 有 专 用 高 压 避 雷 装 置 ， 力 传 输 线 把 对 地 的 电 压 限 ３） 电
铁路工程中信号设备防雷接地分析
铁路工程中信号设备防雷接地分析摘要：铁路运输作为煤炭对外销售的主要运输方式，为了保障铁路干线的通畅，列车运行的安全、高效，需要使用安全可靠的信号设备系统。
铁路信号设备系统易受雷电影响，做好信号设备系统的防雷保护工作显得尤为重要。
铁路信号防雷设备能够屏蔽外界电流对铁路信号设备系统的干扰，是列车运行的重要保护。
铁路信号防雷施工作业人员需要具备高度的责任感，秉持严于律己的信念，以高要求、高标准完成铁路信号防雷设备的施工作业。
本文就铁路工程防雷接地施工的安全防护工作进行分析。
关键词：铁路信号；工程施工；防雷接地1信号设备防雷接地施工常见质量问题1.1信号设备防雷接地施工任务划分信号设备防雷接地施工中，按照施工顺序一般为站前标段负责综合贯通地线、预留接地端子的施工；站房标段施工单位负责信号设备房屋的防雷接地带、网安装及连接的施工；四电标段信号专业负责信号设备防雷元件及各种地线的测试、安装、配线，连接的施工。
1.2信号设备防雷接地施工质量问题分类1.2.1信号专业施工问题1）室内防雷地线与安全地线以及屏蔽地线接地汇集线混接。
2）室外除干线电缆以外的从方向盒或终端电缆盒引出去的分支电缆未进行屏蔽地线施作。
1.2.2站房专业施工问题1）部分车站信号机械室及电缆间接地汇集线铜排与墙体未绝缘。
2）接地汇集线铜排与室外环形地网的连接线材质使用不正确，未使用有绝缘护套多股铜缆与室外地网相连，而是绝大部分采用扁钢引出。
3）站房环形地网与室外贯通地线个别采用扁钢焊接相连或两端采用单根电缆连接，而未使用50mm2裸铜缆或和贯通地线同材质电缆与环形地网水平接地体冗余相连。
1.2.3站前专业施工问题1）敷设贯通地线时未留置足够的接地端子。
2）在隧道与桥梁及路基过渡段、桥梁梁缝处贯通地线敷设后未与信号电缆进行有效隔离。
1.3室外信号电缆或设备接地施工不规范信号电缆间一次成端接地后二次成端钢带、铝护套又同时接地；LEU 电缆内泄流线被切断或未进行接地处理，室外电缆盒屏蔽连接未施作；室外个别干线电缆两端接地、分支电缆单端接地未施作；设备接地串接后接入贯通地线；不满足就近接地的原则；信号轨旁设备接地于接触网基础附近通号电缆槽预留的接地端子上，而接触网支柱与贯通地线未断开等。