浅析铁路综合雷电防护系统之一“接地系统”

2019-11-30庞军肃宁分公司灵寿电务工队

数码世界 2019年10期

庞军肃宁分公司灵寿电务工队

概述

铁路线路上每隔一段距离（约10KM 左右）就设有一个车站，车站把线路分隔成若干长度不等的区段，每一区段称为区间，区间和车站组合就构成了广为分布的铁路网。为保证行车安，沿铁路线路设有各种信号设备，道岔转换设备，在车站设有区间闭塞装置、车站联锁装置、行车调度控制装置、调车装置等。这些设备与装置也是铁路运输的基础设施，他们统称为铁路信号设备或信号系统。该系统担负着铁路线路上各种行车设备状态的信息传输和调度指令控制作用。

然而铁路信号设备大部分都露天安装，且直接与钢轨相连。在这样较为恶劣的工作环境中，因而铁路信号系统常会受到外界的电磁场干扰，尤其是在雷暴天气下，雷电甚至会对他们造成破坏。鉴于防护工作的复杂性、严峻性、重要性，故必须实事求是的结合各个不同现场的实际情况，因地制宜的进行综合雷电防护的设计、施工，以确保国家和人民生命、财产的安全。

1、综合雷电防护概述

雷电防护系统（LPS）

LPS 主要是外部LPS，为了减少泄放雷电流对设备影响，最好独立安装外部LPS，如条件不允许，也要使LPS 的主导体（接闪器、引下线）与精密设备单元的接地系统分离或绝缘。

LEMP 防护系统

LEMP 是雷击电磁脉冲的英文缩写。之所以会产生雷击电磁脉冲的原因是由于电击电流脉冲和雷电同时进行了传播。曾对于雷击电磁脉冲的防护是最近几年以来，随着微电子技术的发展而被人们所重视。在针对于铁路进行的综合雷电防护系统设计的过程当中，雷击电磁脉冲进行防护是非常必要的。

2、接地系统

接地系统是铁路综合雷电防护的基础，感应雷、传导雷及各种操作过电压、过电流、静电最终都要通过地网泄放。本文结合铁路实际运行工作的一些经验，旨在说明铁路综合防雷系统中的接地系统的一些情况。

设置综合环型地网（接地装置）

在进行铁路中和雷电防护系统的接地系统进行设计之时，一般来说是将信号楼的地网和其他建筑的接地相互连接，然后形成一个共用的接地系统。同时，这个由信号楼和其他建筑接地体共同连接而成的接地装置，它们的总电阻不能超过1 欧姆。如果需要在附近增加新的建筑，那么在进行新建筑的建设过程当中，首先需要做的应该是将建筑的钢筋焊接成自然接地装置。需要注意的是。这个自然接地装置的网格宽度必须在三米以下。同时在进行中和环形地网设计的过程当中，需要将机房建筑的四周设置相应的滑行地网，也就是我们所说的人工接地装置。在对人工接地装置进行设计的过程当中，需要注意的是人工接地装置的设计应该有水平和垂直两个方向的不同地体构成。

设置局部贯通地线

由于室外受条件限制只能设置简易地网，按相关标准要求室外信号设备接地电阻值可在10 ～20Ω 之间，而机房建筑物的环型地网接地电阻值为小于1Ω，这样室外设备感应的大部分过电压和过电流就会通过电缆传导至室内，从而极易损坏相关设备。为了解决上述问题，采用设置局部贯通地线的方法，将室内外地网用贯通地线连接，使室内、外设备的接地电阻相同，地电位相等，形成整个系统区域内共地。这将大幅减少通过电缆传导至室内设备的过电压和过电流，提高系统设备抗干扰能力，减少雷击故障。从近年在站点实施的情况看，此方法取得了很好的防护效果。

机房设备接地汇集线及等电位连接

（1）在进行接地系统的设计过程当中，对于机房中的设备，也需要进行相应的防电保护。主要的做法是将机房内部的设备都接入到接地汇集线当中。需要注意的是我们所使用的接地汇集线，采用的一定要是紫铜排。并且这些自从派可以相互连接，在有需要的时候可以将这些紫铜牌构成相应的闭合回路。

在进行分享盘的连接过程当中，也需要进行相应的雷电防护。具体的做法是将分线盘的外壳进行接地处理。一般的做法是将其连接到接地汇集线上。或者再进行防护的过程当中，也可以直接加分线盘的外壳跟其他设备一些接地线同时连接，以达到进行接地的目的。

在进行接地汇集线连接的过程当中，需要对接地汇集线的外形进行合理设计。一般来说，接地汇集线都是由铜管组成的，具体的设计方法是让这些铜管进行排列。需要注意的是在铜牌接相互连接的部分，长度不能超过60 毫米。

另外，再进行接地汇集线的设置的时候，需要将接地，汇集线步入到地网当中，再将基地会进行补录到地网当中的时候，需要注意到的是。必须确保接地汇集线相互之间的间距要在五米以上。

一般来说，接地汇集线的布置，需要跟地面之间保持一定的垂直距离。为了能够达到设备接地线进行接地的目的，一般来说，我们需要将这个垂直距离控制在2 到3 分米之间。同时在接地汇集线的布置的时候，需要使用绝缘体跟墙壁进行绝缘。

对于一些本身就带有防静电地板的建筑来说，也同样需要进行相应的接地汇集线的安置，避免房间出现有可能的触电事故。对于这种房间，在进行接地汇集线的安置过程当中，需要注意的要烂接地汇集线与防静电地板有着一定的距离，一般来说，这个距离要保持在三到五厘米。同时接地汇集线也需要尽可能的接近设备，以方面对设备进行保护。同时也可以让接线显得更为的简洁。需要注意的是，对于房间内部一些含有金属或者金属接地的设备，这些设备都需要跟墙体进行绝缘。并且这些金属的外壳，也需要跟房间内所设置的总结地，汇集线进行相互连接。

（2）室内金属机架、柜的连接。为了能够有效地保证铁路周边的建筑做到极为安全的防护措施。对于室内放置的一些金属架或者其他具有金属外壳的设备，也需要对其进行接地连接，避免出现有可能的触电事故。对于一些面积较大的建筑来说，为了能够确保机房能够做到完全的安全，我们可以对在机房内部设置一个总接地汇集线。然后将机房单中的一些其他设备、或者一些其他的接地线汇集到一起与机房的总结地汇集线相互连接，以达到对房间进行决定的目的。

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。控制台室、继电器室、计算机房的接地汇集线可分别与总接地汇接线单点连接,也可相互连接后与总接地汇接线单点连接。

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50mm2 有绝缘外护套的铜线焊接或加线鼻栓接；如总接地汇集线的引出位置间隔较远，则分别用引出线直接引入地网。

接地汇集线与其他接地汇集线在环形接地装置上的连接点之间距离宜大于5m。避雷带的引下线在环形接地装置上的连接点，与接地汇集线在环形接地装置上的连接点间距应大于5m。

室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等与接地汇集线，控制台室、继电器室、计算机房的接地汇集线与总接地汇接线，各楼层总接地汇集线之间，电源室防雷箱与接地汇集线之间，防雷柜与分线盘处接地汇集线之间，自来水管、暖气管道等金属物体都与环形接地装置之间，用毫欧表进行测试，电阻应小于0.1Ω。