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鐵路信號設(shè)備防雷措施探討

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鐵路信號設(shè)備防雷措施探討

【摘要】近年來,我國的鐵路系統(tǒng)不斷地發(fā)展,在技術(shù)方面有了較大的進步,其中,鐵路信號技術(shù)的應(yīng)用就是一個突出的表現(xiàn)。然而,鐵路信號設(shè)備主要由電力電控系統(tǒng)構(gòu)成,因此容易受到雷電的影響,如何有效地防范雷電災害,使鐵路信號系統(tǒng)能夠正常順利地運行是一個需要重點思考的問題。本文對鐵路信號設(shè)備面臨的雷害類型進行分析,在此基礎(chǔ)上,提出相應(yīng)的防雷措施。

【關(guān)鍵詞】鐵路信號設(shè)備;雷電災害;防雷措施

1鐵路信號設(shè)備面臨的雷害類型分析

1.1直接雷擊

當鐵路信號設(shè)備處于雷暴活動區(qū)域中,雷電可能會直接對信號傳輸線、鋼軌或者建筑造成點擊,從而導致鐵路信號設(shè)備的運行出現(xiàn)問題。一般來說,直接雷擊發(fā)生在鐵路信號設(shè)備上的可能性并不高,但目前大部分鐵路信號設(shè)備對于直接雷擊的防御能力較弱,有些設(shè)備甚至根本沒有防御能力,一旦發(fā)生直接雷擊問題的時候,就會對鐵路信號設(shè)備造成嚴重的破壞,威脅到鐵路系統(tǒng)運行的安全[1]。

1.2軌道電路

我國鐵路系統(tǒng)中軌道電路主要由鋼軌構(gòu)成,其位置一般要高于地平面。由于這種建設(shè)的方式,在雷雨天氣時,雷電容易由鋼軌進入到軌道電路,進而破壞鐵路信號設(shè)備。同時,雷擊可能會破壞軌道附近的橋梁、樹木等,從而影響鐵路的軌道電路。

1.3雷電浪涌

隨著技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)備在我國鐵路系統(tǒng)中的運用越來越多,一方面顯著地提高了鐵路系統(tǒng)運行的效率,另一方面也形成了一種新的問題,即雷電浪涌,主要是在出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象的時候,由電源與通訊線路之間發(fā)生的電流浪涌引發(fā)的。

1.4感應(yīng)雷

當雷云對大地之間進行放電,或者雷云互相放電的時候,就會形成電磁感應(yīng)的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)容易對附近的信號線路、信號電纜和埋地電力線形成影響,進而損害鐵路信號設(shè)備。這一雷害問題稱為感應(yīng)雷。與直接雷擊相比,感應(yīng)雷的危害程度較小,但鐵路信號設(shè)備中的電子元件數(shù)量較多,感應(yīng)雷不僅會影響設(shè)備當前的運行,還會為后期的維修帶來一定的困難。此外,感應(yīng)雷還容易引起鐵路信號設(shè)備顯示錯誤的問題,從而影響鐵路系統(tǒng)的正常運行。

2鐵路信號設(shè)備的防雷措施

2.1室內(nèi)防雷措施

2.1.1安裝過電流保護設(shè)備在鐵路信號設(shè)備的入口處安裝串接過電流保護設(shè)備,可以有效地防范雷電浪涌的問題。造成雷電浪涌的主要原因有無線電、電磁感應(yīng)、靜電以及感應(yīng)雷等。在鐵路信號設(shè)備的周圍往往會有電纜電線,雷電容易對這些電纜電線產(chǎn)生干擾,進而影響到設(shè)備系統(tǒng)的整體運作。通過串接過電流保護設(shè)備的安裝,可以對浪涌電壓形成的過電流形成有效的控制作用,從而避免電子設(shè)備受到過電流的損害。

2.1.2實施分級保護方式根據(jù)國家標準規(guī)定,需要對380V的低壓線路實施三級過電壓保護措施,主要采取安裝避雷器或者保護器的方式,具體來說,一級保護的安裝位置為高壓變壓器的后端到二次低壓設(shè)備總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端;二級保護的安裝位置為二次低壓設(shè)備總配電盤至配電間電纜內(nèi)芯線的兩端;三級保護的安裝位置為關(guān)鍵信號設(shè)備的前端。通過這種方式,可對鐵路信號設(shè)備形成有效的防護作用,要注意的是,需要采用較高性能的避雷器或者保護器,才能起到理想的效果。

2.1.3確保電位均衡連接在雷電侵入鐵路信號設(shè)備的時候,會在建筑周圍的地面出現(xiàn)強烈的電流,使電位呈現(xiàn)放射性。假設(shè)鐵路信號設(shè)備建設(shè)在該范圍內(nèi),會由于電位差的緣故而導致電壓入侵的問題,從而破壞信號設(shè)備。對此,應(yīng)當在電源線、金屬管道、接地線以及信號線等部分裝配過電壓保護設(shè)備,以達到消除電位差的效果,實現(xiàn)電位均衡連接。同時,還要根據(jù)這一標準對防護層的接口處進行處理。一般來說,可以把鐵路信號設(shè)備的金屬管線、窗柵以及地線與地柵連接起來,使鐵路信號設(shè)備內(nèi)部的金屬骨架與部件構(gòu)成屏蔽接地柵,以此來防止由于雷電災害造成的電位差對鐵路信號設(shè)備形成的危害。

2.1.4采取光纖傳輸?shù)姆绞焦饫w對于電磁感應(yīng)具有較強的抗干擾能力,在鐵路信號設(shè)備中,也可以采取光纖傳輸?shù)姆绞?,比如在設(shè)備的接口處,可以采用數(shù)據(jù)通信接口,通過光纖傳輸來確保協(xié)議通信及時順利地完成,防止雷電的干擾。

2.2室外防雷措施

2.2.1設(shè)置避雷針為了避免雷電對鐵路信號設(shè)備形成直接性的沖擊,應(yīng)當在鐵路信號設(shè)備較多的地方設(shè)置避雷針。工作人員需要對該區(qū)域的鐵路信號設(shè)備分布情況進行分析,科學準確地設(shè)定避雷針的位置,使其地線與鐵路信號設(shè)備的電線電纜距離在20m以上,以發(fā)揮避雷針應(yīng)有的作用,對區(qū)域內(nèi)的鐵路信號設(shè)備形成保護作用,防止避雷針在直接沖擊下產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響鐵路信號設(shè)備。

2.2.2鋪設(shè)接地網(wǎng)在鐵路信號樓的周圍,可以通過鋪設(shè)接地網(wǎng)的方式將電流引到地上,從而防止過電壓影響到信號設(shè)備的正常運行。通常情況下,接地網(wǎng)采用銅包鋼的材料,通過垂直的方式進行接地,間隔大約在2.5米,接地網(wǎng)的電阻應(yīng)當與貫通接地線相互連接,并且電阻值應(yīng)當不超過10Ω。

2.2.3建設(shè)防雷塔如果區(qū)域內(nèi)鐵路信號設(shè)備較為密集,可以通過建設(shè)防雷塔的方式來避免雷電災害。在鋪設(shè)線纜的過程中,要盡可能防止交叉現(xiàn)象的出現(xiàn),要嚴格按照規(guī)定的距離標準,將線纜與防雷塔之間的距離控制在3m內(nèi)。

2.2.4屏蔽接地柵在鐵路信號設(shè)備附近,可設(shè)置屏蔽接地柵,將其與接地網(wǎng)連接起來。屏蔽接地柵通常采用具有較好導電性的鍍鋅銅條,也叫作法拉第籠。鐵路信號源是由遙控、小功率電氣設(shè)備以及電子邏輯系統(tǒng)構(gòu)成的,因此有必要設(shè)置對應(yīng)的屏蔽網(wǎng),按照相關(guān)標準要求,在安裝屏蔽網(wǎng)時應(yīng)當使用避雷帶,規(guī)格不大于3m×3m,以確保能夠達到等電位連接的效果。

3結(jié)語

綜上所述,雷電對于鐵路信號設(shè)備有著較強的影響作用,一旦發(fā)生問題,就會直接影響到鐵路系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。因此,有必要采取一定的防雷措施,通過室內(nèi)外防雷方法的結(jié)合,避免直接雷擊、軌道電路、雷電浪涌以及感應(yīng)雷等帶來的損害,提高鐵路信號設(shè)備對于雷電的抵御能力,確保鐵路系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

[1]彭忠偉.雷電對鐵路信號設(shè)備的危害及防雷整治[J].技術(shù)與市場,2020,27(02):138-139.

作者:張棖 單位:紹興市越城區(qū)氣象局

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