试析铁路信号综合防雷施工
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摘要：随着我国铁路建设行业蓬勃发展，铁路设备所应用电子元件也愈来愈多，愈来愈先进，对雷电保护等级要求也越来越高。依据铁道部相关文件要求，必须严格做好综合防雷施工工作。本文主要阐述了铁路信号防雷防护施工，以及综合防雷设计，对于铁路信号设备防雷施工提出了一些浅薄经验，仅供参考。
关键词：铁路信号；雷电防护；防雷设计；综合防雷
中图分类号：[TN915.852]文献标识码： A 文章编号：
1引言
为适应时代的不断发展进步，科学技术正在飞速发展，使铁路信号设备电子化得到大幅度提高，先进设备是否能在雷雨天气中安全稳定运行，这些是需要面对的新课题。因雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流信号，使得传输通道及电源系统等路线设备严重受损，严重威胁铁路系统正常，例如，温州7・23甬温线特大铁路交通事故原因，主要是铁路信号设备遭到雷击后故障，再加上其他原因，最终造成两车追尾事故的发生。因此，加强铁路信号设备防雷工作是极其重要，尤其是动车组、高铁的运行，信号设备防雷显得更为重要。
2铁路信号设备雷电防护分析
铁路信号设备受到雷击过电流及过电压损坏主要可分为三种：感应雷、直击雷和传导雷。把信号设备分布特点与雷电攻击途径相结合来进行分析，铁路信号设备雷电防护有以下特点：信号设备不仅占地面积大，而且有很多设备分布在山区和旷野地区，容易受到雷电攻击；对雷电流而言钢轨是良好导体，所有与钢轨相连接铁路信号设备是很容易遭到破坏，如轨道电路、信号机和电动转辙机等信号设备非常容易遭受雷电流破坏，线路中大电流就会进入信号机房内部，从而导致内部设备损坏。等电位是雷电防护基本原则，机房有多类接地系统，其冲击接地电阻不均衡，在受到雷击时，雷电流就会引起地电位差，容易造成地电位反击，使设备与人员受到破坏及伤害。为了避免传统的架空线路的防雷难度，目前已改变了架空线路为地下布设方式。可以降低雷达防护难度。
3铁路信号综合防雷
铁路信号综合防雷总原则：经等电位连接，使过电压和过电流以直接路径最快速度泄漏到大地，来达到保护信号设备目。电磁兼容防护原则：利用室内金属物构成一个法拉第笼，在进行接地连接时，站场综合防雷设计原则是技术先进、安全可靠、经济合理，本着这样原则能够达到防御和减轻雷电灾害效果，来提高防雷安全度。为增强铁路信号设备安全系数及机房设备与计算机运行可靠度，因此在整个车站信号设备雷电防护中必须要有良好避雷设施和下引线以及统一接地网等设备，必须采取完善防雷措施，于此同时还要在计算机网络系统、供电系统、机房接地系统等要进行安全有效防护措施，要做到多方面、多层次综合防护措施。
4铁路信号综合防雷设计
对于有机房建筑物直击雷防护与屏蔽，信号机械室建筑物采用法拉第笼对电磁进行屏蔽，法拉第笼系统的构成为引下线和接地系统、避雷带、屋顶避雷网。而室外信号设备直击雷防护与屏蔽，包括信号设备箱、柜、盒等其壳体，必须有良好电磁屏蔽性能与电气贯通，壳体内设有专用接地端子。室外信号设备金属箱必须要接地，屏蔽电缆金属屏蔽层需接地。接地系统，一般要求:信号设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线，上述地线均由共用接地系统地网引出，室内信号设备接地装置应构成网状(地网)；接地导线上严禁设置开关、熔断器或断路器地网，地网是由各接地体与建筑物周围环形接地装置相连接而成。环形接地装置是由垂直接地体和水平接地体构成，环绕建筑物外墙形成闭合环，如果条件有限制时可设计成U字形，机械室并不是独立建筑，在其两侧有其他建筑时，应在信号楼前和楼后设一字形接地装置。垂直接地体可采用石墨电极、铜包钢、铜材、钢材(钢管、圆钢、扁钢)或其它新型材料，在电力牵引区适合采用石墨接地体。贯通地线:贯通地线在信号机房建筑物一侧每隔2m-3m需使用裸铜线和环形接地装置进行连接，两端各需要连接两次。在设置贯通地线区段，站内各种室外信号设备地线都应以就近原则与贯通地线进行连接。
1）接地汇集线及等电位连接
控制台室、继电器室、防雷分线室、机房和电源室需设置接地汇集线。接地汇集适合采用紫铜排，可相互连接成条形或环形，环形设置不得构成闭合回路。电源室防雷箱处和防雷分线室处接地汇集线必须独立进行设置，并且分别和环形接地装置单点冗余连接。室内走线架、组合架、控制台、机架等室内设备要和墙体绝缘，其工作地线、防雷地线等一定分别就近和接地汇集线进行连接。同一排机架、柜间不允许环接，每一个架子要用铜导线单独引线接地。走线架不能布设成环型。在不构成闭合回路前提下，一定要保证走线架在电气上连续性，接地汇集线栓接，连接螺栓采用8mm铜质，而且不能少于3枚，组合架侧螺栓不得少于2枚。在机房面积比较大时，设置与地网单点冗余和总接地汇集线进行连接。控制台室、继电器室和计算机房接地汇集线可以分别与总接地汇接线进行单点连接，建筑物内所有不带电金属物体（如自来水管、暖气片、门、窗等）都必须和环形接地装置进行等电位连接。
2）设置信号设备专用防雷保安器
信号电源系统防护，在外电网引入综合控制箱输入端时，必须设置一级电源防雷箱；在电源屏电源输入端设置二级防雷箱。不但有模块电源屏而且有防雷作用。信号机:信号机包括预告信号机、进站信号机、出站信号机、进路信号机、区间通过信号机等。其外线需要采取防雷措施，信号机用电缆所有去线、回线都分布在分线盘相应端子上，每线装备防雷保安器，对纵向进行防护。站间（场间）联系电路、半自动闭塞电路、灯丝报警、方向电源电路，灯丝报警外线、站间（场间）联系电路外线、半自动闭塞电路外线、自动闭塞区段方向电路外线，都在分线盘处对应端子上，各线加装防雷保安器，对纵向进行防护。防雷保安器型号可以按照电源参数不同进行选用。轨道电路，轨道电源：轨道送电电源在分线盘处相应端子上，各束加装配防雷保安器，对进行横纵向进行防护。轨道电路室内受电端：轨道电路室内受电端，在分线盘处对应端子上，每个受电端都安装防雷保安器，进行横纵向防护。
在二线制电码化电路区段，防雷保安器也能够对电码化设备进行有效防护，防雷保安器选型必须对行移频信号叠加考虑，是使信号电压升高的原因。在四线制电码化电路区段，轨道电路受电端防雷保安器型号不变。电码化发送通道在分线盘处对应端子上，在每个发送通道上都分别安装上防雷保安器，对电码化设备进行横纵向防护。轨道电路室内送电端：在无电码化电路区段，不进行设置轨道电路室内送电端防雷。在二线制电码化电路区段，轨道电路室内送电端，在分线盘处对应端子上，每个送电端分别安装上防雷保安器，对电码化设备进行横向和纵向防护。在线制电码化区段，不进行设置轨道电路室内送电端防雷。电码化发送通道在分线盘处对应端子上，每个发送通道上都分别安装防雷保安器，对电码化设备进行横向和纵向防护。轨道电路室外送（受）电端：分别在室外送（受）电端变压器轨道侧安装上防雷保安器，对轨道电路设备横向进行防护。计算机联锁视频信号线防护，计算机联锁系统上位机位于微机房，但远端控制台显示器却位于行车室，它们图像输入信号端口因为线路非常长，雷击时特别容易受到雷电感应影响，一旦显示器被雷击所损坏，将会给铁路安全运行带来非常大威胁，可以在上位机显示卡输出口前，分别串联接一个视频口信号防雷保安器，类似在远端显示器视频口前同时也串联接一个同样规格视频口信号防雷保安器。
5综合防雷整治施工中注意问题
5．1 隐蔽工程质量
施工监管单位（电务段或监理单位人员）和施工单位必须高度注意隐蔽工程施工质量，因为如果万一地网某一点断开，就会导致等电位失效，因此地网中连接处必须使用焊接，并且进行防腐处理。东北地区安装地线测试仪相对比较适宜，用来保证冬季也可以对地网接地电阻进行正常测试分析。
5．2各级防雷器参数要匹配
防雷器通流量在分区分级配置中必须要进行匹配，如果出现不匹配现象，就很容易出现遭受雷电流时，下一级断路器就会先于上一级断路器脱扣掉下，就会造成系统停电严重后果。所以必须按照以下原则配置：室外O区必须大于机械室1区，机械室1区必须大于机房2区，如电源防雷，信号楼引入之前高于40KA，微机房电源柜前高于10KA。为使参数达到一致，电源断路器和防雷箱内防护断路器最好使用同一个厂家生产的同一品牌产品。
5．3组合架连接
平常信号机械室在同一排组合架间等电位连接一般使用>10mm多股铜导线进行串联栓接，这种连接方式存在着一定缺点：如果有一个组合架连接点没有接触良好就会造成所有组合架丢失等电位连接。如果使用和同一排组合架等长30mm×3mm紫铜和每个组合架进行单独连接或用>10mm多股铜导线单独引至接地点，就可以解决以上问题。
参考文献
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