铁路信号设备防雷方案

葛建平

（中铁十四局集团有限公司，济南 250014）

如今铁路信号设备技术越来越先进，对防雷的要求也越来越高。如防护不当，轻则损坏信号设备，重则造成特大行车事故，损失巨大，直接威胁铁路正常的安全运输生产。

1 雷电对铁路信号设备的危害

铁路信号设备遭受雷击的途径分为直击雷、感应雷、传导雷和地电位反击等。结合信号设备的分布特点和雷电攻击的途径，铁路信号雷电防护存在以下特点。

（1）信号室外设备分布范围广，站场内设备密集，钢轨又是雷击的良导体，信号楼等建筑物集中，如防雷方式不当，一旦遭遇雷击将引起连锁反应，损失巨大。

（2）信号楼室外线路遭受雷击后，线路中大电流将会随电缆进入各机房，从而引起内部设备损坏。

（3）信号室内外采用多种接地系统，如果接地电阻不均衡，受到雷击后，电流将引起地电位差，造成“地电位反击”，使人员和设备遭受损害。

以上分析中可以得出：为了提高铁路站场建筑物安全及机房设备、计算机的运行可靠度，整个雷电防护系统一定要有良好的避雷针、下引线和统一的接地网，采取完善的雷击防护措施。同时车站的供电、天馈、信号采集传输、计算机网络和机房接地系统等必须进行可靠有效、完整、多层次的综合防护。

2 防雷原则与方案

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)以最直接的路径尽快泄漏到大地，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。

2.1 防雷原则

（1）直击雷防护

以避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等为接闪器，通过引下线和接地体把雷电流泻放到大地。

（2）感应雷防护

化肥生产、流通与消费的问题，从根本上说是农业发展问题。化肥减量增效的成效，依赖于农业转型升级的进程。从长远来看，实现农业的可持续发展，需要包括粮价形成制度、户籍制度、农地流转制度等一系列体制机制的协调配合，而这每一项改革的完成都绝非一日之功，需要不断地积累、摸索。而且仅就化肥市场来说，单纯的财税优惠力量毕竟有限，必须注重财税政策与其他政策的协调配合，形成合力。只有这样才能充分发挥财政政策的信号传递及引导扶持作用，才能顺利实现化肥的减量增效，走出一条资源节约、环境友好的现代农业发展之路。

电源线防雷：采用三级防护，防雷器件有电涌防护器（避雷器）等。

信号线防雷：采用多级防护，防雷器件有电涌防护器（避雷器）等。

等电位连接：把各设备金属外壳、金属管线、金属门窗等相互连接并可靠接地。

2.2 防雷方案

（1）机房建筑物防雷

建筑物采用法拉第笼进行防护，法拉第笼由屋顶避雷针网、避雷带、引下线和接地系统构成。计算机联锁机房采用室内法拉第笼屏蔽。

建筑物内所有不带电的水暖管道等金属物体都必须与接地装置做等电位连接。

信号箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能，壳体内设有专用接地端子（板）。室外信号设备的金属箱、盒壳体必须接地，屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。

信号机外线需采取防雷措施，信号机的所有去线、回线，在分线盘的相应端子上，每条线都加装防雷器作防护。灯丝报警外线、站场间联系电路外线、半自动闭塞电路外线、自动闭塞区段的方向电路外线，在分线盘处对应的端子上，每条线加装防雷器防护。

轨道送电电源在分线盘处相应的端子上，每束线加装防雷保安器，进行横纵向防护。

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防雷器，对轨道电路设备进行横向防护。

轨道电路室内受电端，在分线盘处对应的端子上，每个受电端（对线）分别安装防雷器，进行防护。二线制电码化电路区段，该防雷器也对电码化设备进行防护。四线制电码化电路区段，轨道电路受电端防雷器型号不变。电码化发送通道在分线盘处对应端子上，每个发送通道分别安装防雷器，对电码化设备进行防护。

轨道电路室内送电端，二线制电码化电路区段在分线盘处对应端子上，每个送电端（对线）分别安装防雷器，对电码化设备进行防护。四线制电码化区段、无电码化电路区段不设轨道电路室内送电端防雷。

室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等所有室内设备必须与墙体绝缘，其安全地线、防雷地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。同一排不同的金属机架、柜之间用铜导线栓接后再就近与接地汇集线连接。

走线架不得构成闭合回路。在不构成闭合回路的前提下，必须保持走线架在电气上的连续性，接地汇集线应栓接。

机房面积较大时，可以设置与地网单点冗余连接的总接地汇集线。机房分布在几个楼层时，各楼层可设置总接地汇集线，总接地汇集线间应采用50～95 mm2的有绝缘外护套的多股铜导线加线鼻栓接。

信号电源系统要进行三级防护，在综合开关箱的输入端设置I级电源防雷箱；在电源屏电源输入端设置II级防雷箱。既有模块电源屏已有防雷，不再增加。

（3）接地系统

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的地网引出；室内信号设备的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。地网由各接地体、建筑物四周的环形接地装置相互连接构成。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，应环绕建筑物外墙闭合成环，受条件限制时可敷设成“U形”或“L形”，机械室不是独立建筑、两侧有其他建筑时，在信号楼前后设“一字形”接地装置，但应尽可能沿建筑物周围设置，以便与地网连接的各种引线就近连接。垂直接地体可采用石墨电极、铜包钢、铜材、热镀锌钢材或其他新型接地材料，电力牵引区段宜采用石墨接地体。电源室（电源引入处）防雷箱处、防雷分线室（或分线盘）处的接地汇集线应单独设置，并分别与环形接地装置单点冗余连接。

控制台室、继电器室、防雷分线室（或分线盘）、机房和电源室（电源引入处）应设置接地汇集线。接地汇集线宜采用大于30 mm×3 mm铜排，可相互连接成条形、环形或网格形，环形设置时不得构成闭合回路。

（4）贯通地线

贯通地线在信号机房建筑物一侧每隔2～3 m用50 mm2裸铜线与环形接地装置连接，两端各连接2次，设置贯通地线的区段，站内各种室外信号设备的各种地线均应就近与贯通地线连接。

3 防雷施工中的注意事项

施工部门必须注意隐蔽工程的施工质量，因为一旦地网的某一点断开，就会造成等电位失效，所以，地网中的连接处应当采用焊接，并进行防腐处理。

各级防雷器的参数要匹配。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。为达到参数一致，防雷箱内防护断路器与电源的断路器最好选用同一个厂家的产品。