轨道交通系统的防雷安全

周旋 刘元林 林建忠

摘要：随着城市化进程的不断加快，城市轨道交通掀起了建设高潮，作为大容量的现代化交通工具，城市轨道成为越来越重要的公共交通运输载体。迄今为止，国内外轨道交通系统遭受雷击的事件也是时有发生，直接影响到轨道交通的安全运行，因此，做好轨道交通系统防雷至关重要。文章在分析轨道交通系统雷击原因的基础上，提出了一系列防雷应对措施。

关键词：轨道交通；雷击；危害；防雷措施

雷电是一种自然灾害，城市轨道交通的通信系统、信号系统、综合监控系统、自动售票系统、火灾自动报警系统等具有高度集成化和自动化，设备灵敏度高，抗干扰能力差，一旦遭受直接雷击或附近区域雷击，产生的过电流、过电压和电磁脉冲将通过供电线路、通信线路、接收天线、空间电磁感应等侵入建筑物及设备。所产生的瞬时高压、大电流会直接影响网络系统、服务器、计算机、信号继电器联锁、计算机联锁、间隔自动闭塞等智能精密设备，造成误动作，严重时甚至会造成设备损坏，影响到轨道交通系统的安全运行。因此，有必要加强对轨道交通雷电灾害的重视，采取有效的防护措施。

1 轨道交通雷击概述

轨道交通作为一个高度集中的工程项目，对雷电活动非常敏感。根据雷电放电的特点，高架线站、列车接触网、地面停车场、车辆段、地下车站出入口、冷却塔等容易成为雷击的目标。雷电对地铁地面线接触网的影响最为显著，其不仅对接触网造成物理破坏，而且对列车运行系统构成严重威胁。此外，雷击高架站、高架桥、接触网等附近区域的线路，在对建筑物（结构）造成物理破坏的同时，对综合监控、自动售票、屏蔽门等系统也会带来严重威胁。

2 轨道交通的主要防雷安全措施

轨道交通雷电防护应重点注意以下方面：

（1）采用接触网馈电的高架区间及地面区间，雷电防护应符合相关标准GB50157—2013《地铁设计规范》的要求：“地上区段架空接触网应设置避雷器，其间距不应大于300m。在隧道入口和为地上线接触网供电的隔离开关处应设置避雷器。”在地面区段、高架桥区段，架空地线应每隔200m设置火花间隙；架空地线可兼作避雷线。避雷器与火花间隙的工频接地电阻不应大于10Ω。高架桥梁应利用桥墩作防雷接地装置。

（2）采用接触轨馈电的高架及地面区间牵引电源，除了在牵引变电室的正、负母线柜和车站端头开关柜内设置专用SPD外，建议分别在接触轨和走行轨上按一定的间隔（如200m）交错对地安装雷电流放电器件或类似功能的SPD，增加雷电流就近泄放入地通道，降低轨道与道床之间的电位差，保护轨道对道床的绝缘，降低雷电高电位对轨道旁的信号设备、通信设备的影响。

（3）信号、通信、综合监控、屏蔽门等电子系统设备应综合运用屏蔽、接地、等电位联结、SPD等雷电防护措施，减小沿电源线路及信号线路进入室内的雷电流，减弱雷电电磁场对设备及线路的感应，均衡各系统、各设备之间的电位差，限制线路出现过电压。

（4）车辆段、停车场、车站出入口、风亭以及冷却塔等地面建（构）筑物或电气设备，严格按GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》的要求采取防雷措施。

3 轨道交通防雷检测

为有效预防地铁建筑设施及设备系统遭受雷电的袭击，应依法委托具有雷电防护装置检测资质的单位定期开展检测工作，查找隐患问题，为防雷减灾工作提供良好手段。

3.1 具体检测内容

（1）建筑物外部防雷检测

包括对地上站、停车场、车辆段及主变电所等建筑物外部防雷的检测。

（2）建筑物内部防雷检测

包括对供配电设施、环控系统设施、通信系统、信号系统、安全门系统设施、自动售检票系统等设备设施强、弱电防雷装置的检测。

（3）区间

包括对区间内的接地干线、信号设备及废水泵房等设备设施防雷的检测。

3.2 具体检测方法

3.2.1 建筑物外部防雷设施

检测建筑物屋面防雷设施的材质规格、连接方式、接地电阻是否符合要求，检测各建筑物引下线的材质规格、连接方式及引下线间距是否符合要求。检测屋面金属设备的接地路径及接地电阻是否符合要求。

3.2.2 建筑物内部防雷设施

（1）供配电设施

逐个检测低压配电室及配电间内配电柜的接地方式及接地电阻是否合格、低压进线柜内是否安装SPD及安装的SPD参数和接地线线径是否符合规范要求、SPD的状态指示是否正常，检测高压变电室内的均压环的接地方式及接地电阻是否合格。

（2）环控系统设施

逐个检测环控室内的环控柜及环控设备的接地方式及接地电阻是否合格（包括空调机组、TVF风机、UO风机、风冷机组等），检测重要设备前端配电柜内是否安装SPD及安装的SPD参数和接地线线径是否符合规范要求，SPD的状态指示是否正常。

（3）通信系统

检测机房设备柜及机房接地排的接地方式及接地电阻是否合格以及重要设备（包括通信机房双电源箱、时钟机柜、CCTV机柜、广播机柜等）前端配电柜内是否安装SPD及安装的SPD参数和接地线线径是否符合规范要求，SPD的状态指示是否正常。

（4）信号系统

逐个检测信号机房设备柜及机房接地排的接地方式及接地电阻是否合格。

（5）安全门系统设施

逐个检测安全门机房设备柜及机房接地排的接地方式及接地电阻是否合格以及重要设备前端配电柜内是否安装SPD及安装的SPD参数和接地线线径是否符合规范要求，SPD的状态指示是否正常。检查安全门门体与轨道是否做等电位连接及安全门门体之间是否做等电位连接和等电位连接的过渡电阻是否合格。

（6）自动售检票系统设施

逐个检测AFC机房设备柜及机房接地排的接地方式及接地电阻是否合格以及重要设备前端配电柜内是否安装SPD及安装的SPD参数和接地线线径是否符合规范要求，SPD的状态指示是否正常，检查现场闸机的连接路径及接地电阻是否合格。

（7）其他需要进行防雷检测的设备设施。

3.3 区间

逐个检测区间内的接地扁钢及其他设备设施的接地电阻是否符合要求。

4 防雷安全管理

（1）轨道交通系统的防雷安全应从工程建设的源头抓起。新建线（场、段、站）应采取有效的防雷技术措施，防雷装置的设置及防雷措施的运用应纳入技术审查及监管范围，雷电防护工程与其他相关主体工程应同步设计、同步施工、同步驗收。

（2）建立健全防雷装置检测制度。根据国家有关规定，投入使用后的防雷装置应定期检测，建（构）筑物及电子系统防雷装置应每年检测一次。防雷检测应在雷雨季节前完成。

（3）管理部门应强化对防雷安全工作的管理。如建立雷电预警系统，健全雷电防护应急预案，安排专人负责防雷装置的日常维护，及时检查防雷装置的状态，对存在的隐患及出现的问题及时排除。

5 结语

轨道交通系统的防雷安全应从源头抓起，强化直击雷防护设计，完善信号、通信、控制及牵引电源系统的雷击电磁脉冲防护及过电压防护，采取综合全面的防雷安全体系，注重运营后防雷安全工作的管理与落实，保证轨道交通系统的防雷安全运行。

参考文献

[1]孙晓东，李瑞芳，曹晓斌，徐超，陈力生.金属氧化物避雷器对地铁高架桥段接触轨线路防雷的影响[J].高压电器，55（03）.

[2]贺灿花，麦金婵.地铁高架车站防雷与电磁屏蔽探讨[J].气象研究与应用，2018，39（04）.

[3]高用莲.地铁系统防雷装置的设计[J].电子技术与软件工程，2018（08）.

（作者单位：温州市气象局）