浅谈铁路GSM-R基站防雷

刘慧琼

【摘要】如今，城市化进程日益加快，高速铁路发展受到世界瞩目。GSM-R通信系统作为客运专线采用的主要通信手段，其应用越来越为普及。但在实际应用中，出于对节约土地资源以及检修维护等方面的考虑，GSM-R基站频频受到雷击影响。如何可靠防雷，这一问题备受铁路建设者们的关注与重视。本文针对以上相关问题做了详细的分析与并提出了解决办法。

【关键词】高速铁路GSM-R防雷

Introduction to railway GSM - R base station lightning protection Liu Hui-qiong CR11G Electric Engineering Co.，LTD，

Abstract：Nowadays， with the increasing speeding up of urbanization process， the development of the high speed railway attracts the worlds attention. The GSM-R communication system as the main means of communication used in passenger dedicated line， its application is more and more popularity. But considering the issues of the land resources conservation and maintenance considerations In the practical application， the GSM - R base station has often been affected by a lightning strike. The problem that how to make the anti-lighting reliably is worthy of railway buildersattention and care. This article gives the detailed analysis and solutions to solve the above problems.

Keywords：high speed railway； GSM - R； anti-lighting

随着我国铁路大建设的兴起，GSM-R系统逐渐覆盖了整个国内铁路市场。青藏铁路、胶济铁路、郑西铁路、武广铁路等多条铁路通信系统中均引入了GSM-R系统。与此同时，GSM-R系统逐渐成为了铁路通信工程的重中之重。随着该系统的应用普及，我们发现其基站频频受到雷击影响，对铁路的安全运行极为不利。

一、铁路GSM-R基站雷灾原因

1.1基站选址

铁路GSM-R基站与电信部门的通信基站不同，它们只需要对铁路通过的地方全方位覆盖即可。目前，由于考虑到征地及维护等因素，基站的选址大多选在线路附近，因此局限性较强。甚至有些基站建在了雷击频发区，从而使雷击事故多有发生。

1.2盲目赶工期

部分铁路项目盲目赶工期，在GSM-R基站建设完成后未能够做好相应的防雷设施便直接投入运行。同时，这部分GSM-R基站在投入运行之后又未能够严格执行防雷检测工作，导致这部分安全隐患无法得到及时的发现。一旦受到雷击瘫痪后，将引发极为严重的后果。

1.3施工工艺不严格

由于施工人员质量责任心不强，完工后又没有很好的自检抽检，导致接地不良，主要表现在螺母部件未能够完全拧紧，或者焊接不牢固，又如焊接处未进行防腐处理长时间后腐烂断裂，进而导致接地电阻过高甚至未接地。

1.4电涌保护器选型不合理

电涌保护器的安装之前应根据耐压级别进行合理的选型，采取分级保护方式。但往往在施工过程中技术人员概念模糊，未能进行统筹考虑，从而导致三个等级的电涌保护器混装，使其失去了能量配合。

1.5等电位连接不规范

由于国内铁路均采用综合接地来实现等电位，所以综合接地的施工质量直接影响了防雷效果。一般铁路的综合接地电缆隐藏在信号电缆沟的混凝土包封内，其间存在大量虚接。导致雷击时，频频于电气连接接缝位置出现明显的火花放电现象。

二、铁路GSM-R基站防雷方法

2.1正确的进行基站选址

基站选址首先应避开雷区，选址前应对当地的气象条件有足够的了解。其次基站选址不要选在土壤地阻率很高的地方，造成接地电阻很难降低。另外，基站选址应避开其他构造物，如果地网电气距离不够，很容易造成地电位反击。

2.2正确进行室外天线铁塔的防雷施工

铁路GSM-R基站室外天线铁塔需要严格按照铁路GSM-R基站防雷设计规范，设置相应的防直接雷击，以及二次感应雷的避雷装置。同时，铁路GSM-R基站室外天线铁塔顶部位置还需要增设相应的避雷针或者是避雷器部件。此过程中需要做好相应的接地处理：以镀锌扁钢为载体，将其自天线铁塔的顶部位置一直延伸并接入地下。接入地下状态下还需要与天线铁塔的接地网网络保持良好连接，保障接地点能够满足设计要求。举例来说，对于铁路GSM-R基站室外天线铁塔单独设置防雷接地体的状态下，需要将接地电阻控制在10Ω内。

2.3正确进行天馈线系统的安装

在铁路GSM-R基站的运行过程当中，雷电流最容易通过通信基站室外铁塔上方所设置的天馈线系统而被引入通信机房当中。为了能够避免在通信基站运行过程当中，因天馈线系统出现对雷电流的引入问题，就需要在常规设置避雷针、引下线处理的基础之上，还需要通过在馈线电缆中端进行接地的方式，引导雷电流完全泄入大地当中。在有关天馈线系统的接地与防雷过程当中，需要重点关注以下几个方面的问题：endprint

第一，在当前技术条件支持下，铁路GSM-R基站天馈线接地夹可设置的接地位置有以下几种类型：（1）在天馈线电缆离开安装天线铁塔平台后1m单位位置设置接地；（2）天馈线顶端铁塔杆塔下部，离开铁塔进入室内引入防护钢管前方1m单位位置设置接地；（3）于走线架进入机房入口位置，依照就近原则设置接地。在对天馈线进行接地处理过程中，对于杆塔高度在60m单位及以上的情况，还需要与杆塔中部另行设置一处馈线接地；

第二，在天馈线线路引入机房之前，馈线电缆外导体需要以接地夹为载体，将其与室外接地铜排装置进行紧密连接。馈线电缆线路引入机房的过程中，所采取的方式为：穿管并自地下引入。因此，在此种情况下，需要将这一位置的接地夹连接至铁塔接地引下扁钢位置；

第三，天馈线系统所对应避雷器设备需要安装于室内调线与馈线电缆的中间位置，可采取悬空方式固定于走线架当中，并做好避雷器装置与走线架之间的绝缘处理。

2.4正确选择电涌保护器

首先要对电涌保护进行正确的分级，明确三级电涌保护器的使用位置。对上级供电系统应有全面的了解。两级防雷器之间应保持足够的距离。防雷器的连接线禁止过细过长。

其次，对所选电涌保护器性能应有足够的了解。尽量选择与上级供电同类型的产品。现阶段，建议选取西门子5SD7系列电涌保护器。这是由于：从电源防雷器工艺结构的角度上来说，此类设备在连接线器件上所采用的是一体式的铜片。由此可使得不同材料相互之间接触电阻影响下所产生的阻抗能够维持在相对恒定水平，不但能够增加设备运行的可靠性，同时也可显著降低残压水平。

2.5通信电源系统防雷

通信电源系统是整个铁路GSM-R基站运行的基础与前提所在。做好电源系统的防雷接地工作可以说是提高整个铁路GSM-R基站防雷性能的关键措施。结合实践工作经验来看，建议在交流供电中采取双电源供电模式，同时供电方式应当以三相五线制为主。机房配电箱电能自变电设备中引入，同时，机房电源屏中的电能则需要由配电箱中引入。机房电源屏所接受的电能在合理转化处理后，直接面向收发信机设备进行供电，借助于上述方式，防止收发信机过多的受到雷击干扰。与此同时，在供电系统接地防雷的过程当中，还需要特别关注以下几个方面的问题：

第一，在铁路GSM-R基站所涉及到的各类供电设备及装置当中，常规意义上不带电金属部件接地端、以及避雷器接地端均需要做好相应的保护接地处理，此过程当中需要严禁对其进行零线保护；

第二，在有关铁路GSM-R基站直流接地作业的实施过程当中，需要将其与室内等电位端子箱装置中的接地铜排加以可靠连接。同时，接地导线所对应的截面积需要充分与负荷要求相契合。此过程当中，建议选取截面面积在35mm2～95mm2范围之内的多股铜导线；

第三，铁路GSM-R基站所对应的天馈线避雷器装置、以及室内电源避雷器装置的耐雷电冲级指标需要严格限定在国家相关标准与设计规范的范围之内；

第四，在铁路GSM-R基站的运行过程当中，所配置的电源交流屏、以及整流器装置均需要配备相对应的防雷装置。同时，相关耐雷电冲击指标也需要严格限定在国家相关标准与设计规范的范围之内。

三、结束语

在铁路GSM-R基站通信技术大发展背景下，基站防雷也需要有所发展与升级。他需要铁路建设者们不断积累工作经验，在结合铁路GSM-R基站运行现状的基础之上，采取多层次、且全方位的综合性防雷措施，有效识别基站运行中潜在的雷击风险，采取相应措施，才能够保障运行安全。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部. GSM-R数字移动通信网技术体制（暂行规定）. 2004.4.p18～19

[2] GSM430.30. Digital cellular telecommunications system （Phase 2+）. Radio Access Network. Radio network planning aspects. 2005. p18

[3]苏华鸿.高速铁路GSM-R工程隧道覆盖技术方案.邮电设计技术，2007（06）：39-43endprint