铁路驼峰信号设备的防雷保护

铁路驼峰信号设备的防雷保护

韩峰

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古包头市 014040

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

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。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。

一、雷电对铁路信号设备的危害分析

1.1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。

1.2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。

1.3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。

1.4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。

二、驼峰场中专用系统的防雷保护

2.1雷达测长防护

在驼峰场中，为了更精确地控制列车的编组，保证作业安全和提高作业效率，驼峰场设置雷达测速、测重以及测长装置。这些装置容易受到雷电侵害，因此，装置中要安装防雷模块。雷达测长防护半自动化驼峰所采用的半自动测长系统为音频测长系统。音频轨道电路测长是利用音频轨道电路的特性，即通过溜行的车轮与钢轨所形成的短路，其输入阻抗与轨道电路的长度指从轨道电路始端至短路点的距离成线性关系的原理设计的。在分线盘处音频信号的输出和输入部位应加装雷电防护模块抑制沿钢轨感应进来的雷电流。另外，由机柜输出送至控制台的测长信息，由于传输距离过长应在其两端加装防雷模块。

2.2雷达测重防护

雷达测重设备主要有踏板和测重电路。当车辆压上踏板时，测重设备开始工作。重量信息经过轨道电路传送至接收端，再送人室内，为了防止雷电经测重信息接收端侵入到室内，测重信息镀收箱内安装防雷模块进行保护。雷达测速防护列车溜放后的运行速度是通过测速雷达来完成的。测速雷达输出的信号为多普勒信号，该信号进入信号楼后，在分线盘处设置雷电防护模块。测速设备将多普勒信号处理后送运转室，这段距离内需要在线路两端设置雷电防护模块。

2.3对铁路信号设备进行危险评估和雷电防护等级划分

根据铁路信号设备所处的雷电电磁环境所具有的特点，参照国外对设备雷电进行危险评估的办法，对铁路信号楼的电子信息系统进行相应的等级划分，要及时的进行对雷电和感应雷电的防护。要对信号楼进行综合防雷设备，综合防雷系统是面向电磁兼容，主要包括有防直击雷和防雷电电磁脉冲，要采用共地、屏蔽、等电位连接，要使用分区分级设备的防雷电保护来合理的进行布线等综合防雷技术。

2.4确保互联网设备的安全

随着科学技术的发展，对于铁路运输而言，目前通常是由计算机来控制命令的发布，其重要性可见一斑，所以必须确保其设备的安全，避免遭受雷电的袭击。目前，运用最多的方法是，凭借法拉第电磁笼感应原理来确保其设备的安全，所谓法拉第笼指的是，将若干个防雷设施协调起来构成一个发达的网络，通常有避雷针、避雷线、导引线及接地等设备。控制终端通常是依靠该系统来防范雷电袭击的，效果相对而言比较明显。

2.5进行合理接地，做好屏蔽工作

由于铁路信号电缆的铺设较长，因此要做好各电缆之间的屏蔽连接，在屏蔽和连接时要尽量让他们有多个接地点，最好能够将电缆中和信号机中的屏蔽地线以及轨道中的防雷地线通过汇流的方式引入接地体中。屏蔽楼内的信号设备主要是靠信号楼的均压环与避雷器以及分线盘的电缆，利用这些设备进行屏蔽时，要注意将屏蔽体进行有效接地。当前，我国铁路信号设备的防雷主要采用两种接地方式，即通过汇流排共接地、分开接地这两种方式。通过汇流排共接地主是在R<1欧时，把建筑物中的各个单元通过汇流的方式进行共同接地，而进行分开接地时，要保证接地的地线符合要求标准，各接地体的间距要大于20米。

结束语

铁路信号设备防雷技术的选择形式很多，可通过不断的从铁路信号设备故障事故中吸取经验，根据铁路工程的实际情况合理选择多种技术综合的防雷体系，并有效采取分级的防雷手段。通过科学的防雷技术系统，可降低雷击对铁路信号设备的干扰和破坏，降低雷电、雷击事故风险，提高信号设备的安全性，实现铁路系统的稳定运行。

参考文献

[1]彭忠伟.雷电对铁路信号设备的危害及防雷整治[J].技术与市场,2020(02):138-139.

[2]贾方瀚.铁路信号设备雷电危害及防护探讨[J].中国新通信,2020(02):105.

[3]王飞年.浅析铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议.中小企业管理与科技,2017.12.162-163.