关于铁路信号设备的雷害及防雷措施

李双河

（中铁十一局集团电务工程有限公司 湖北省武汉市 430073）

铁路工程是一项重要的民生工程项目，历经长时期的发展，涌现了大量的先进技术，在新时代背景之下，针对铁路运行效率与安全性能方面提出了更高的要求，铁路信号设备的自然灾害应对能力也需要大力提升。通过提升铁路信号设备的防雷性能，可以减小雷害对设备产生的影响，保证铁路的安全运行。因此，本文重点探讨铁路信号设备常见雷害与防护措施。

1 铁路信号设备雷害产生原因分析

（1）设备的防雷设计不完善。在对铁路信号设备进行防雷设计时，因为防雷设施配置不合理，电缆通道防雷性能较差，会降低铁路信号设备的防雷水平。

（2）设备内部的防雷元件灵敏度较差。在铁路信号设备防雷系统当中，微电子设备对电压变化较为敏感，所以，在设置防雷元件时，相关人员尽可能选择灵敏度较高的微电子设备。但是，结合大量的铁路信号设备运行现状得知，由于防雷元件反应速率大于微电子信号设备敏感度，使得铁路信号设备内部的防雷系统容易出现故障，防雷系统的重要作用无法得到充分发挥。

（3）铁路工程施工期间对防雷问题缺乏重视。一般情况下，铁路工程项目施工布线期间，因为施工单位没有综合考虑防雷问题，降低了工程布线施工的合理性，使得铁路信号设备在后续的运行期间出现较多故障[1]。

2 提升铁路信号设备防雷水平的有效措施

2.1 明确铁路信号设备雷害类型

2.1.1 感应雷

当天空当中的雷云相互交错放电，亦或是雷云与大地间出现放电现象，会产生较大的电磁感应，电磁感应会侵入到四周的埋地电力线与户外传输信号路线当中，对终端与串联在路线当中的电子设备产生较大影响。

2.1.2 雷电涌浪

最近几年来，雷电涌浪现象越来越多，此种雷害方式的产生原因是微电子设备的大量使用引起的，而且其带来的危害越来越大，已经引起相关部门的重视，出台了大量的防护措施。对于大部分的电子设备来讲，其出现雷害现象的主要原因并非是雷击引起的，在出现雷击现象的过程当中，会产生相应的感应现象，感应电流浪涌主要发生于电源与通讯线路当中。

2.1.3 直击雷

一般来说，直击雷发生在雷暴范围，雷害方式比较直接，可以直接作用于铁路信号传输线路与钢轨当中，引发对地放电现象。因为直接雷击现象较为罕见，而且发生概率比较小，但是，如果出现直接雷击现象，对微电子设备会产生严重危害[2]。

2.2 铁路信号设备的外部防雷对策

2.2.1 科学埋设网状接地

为了保证铁路信号设备防雷性能得到更好提升，相关人员可以在信号楼的四周科学埋设网状接地，网状接地电阻不能够超过1.0Ω，将较多的电流直接输入到大地。要想避免雷电所产生的过电压危害设备，当雷电输入大地时，需要采取良好的分流措施，将雷电流进行分流处理。

此外，电位差会对铁路信号设备产生较大危害，要想避免此种危害现象的出现，要求相关保持建筑物各点点位的均衡性。如果出现雷击建筑物现象，接地点电位会损害各项铁路信号设备，所以，相关人员要严格检查建筑物接地状况，避免出现雷害现象。

2.2.2 设置屏蔽接地棚

屏蔽接地棚，又常被人们称作法拉第笼，通常设置在铁路信号设备的顶部与周围，利用导电性较好的镀锌铜条，将接地网进行有效的连接。信号楼的内部包含了大量的小功率电气设备，包括电压较低的电子逻辑系统与遥控系统，为了保证这些设备的安全运行，减小雷击对设备产生的损害，在条件允许的基础上，可以有效设置屏蔽网。结合有关规范标准能够知道，该网格的规格不能够超过3.0m×3.0m，网格需要全部压环处理，并采用避雷带进行等电位的连接。通过采用上述防雷害措施，可以保证雷电流能够有效的引入到大地，雷电流可以得到更好分流，减小局部电压对铁路信号设备产生的雷击危害[3]。

2.3 铁路信号设备的内部防雷对策

（1）采取等电位连接模式。为了更好的提升铁路信号设备等电位连接水平，室内设备的金属管线与窗栅，包括地线均需要与地栅保持紧密联系，采用不规则法拉第笼操作方法，可以起到良好的屏蔽作用。当出现雷击现象时，引下线与接地体能够将雷电流有序、安全的引入到大地，接地体四周也会出现放射性点位，当其他的电子设备靠近，会产生上万伏入侵电压。等电位连接的核心目标是将此电位差有效消除，利用过压保护器，将信号线与接地线进行等电位连接[4]。

（2）将过电流保护器件有效串接。铁路信号设备内部系统产生浪涌电压，会引发过电流现象，为了防止过电流危害微电子设备，相关人员务必在信号入口位置，安装过电流保护设备。无线电高压与电磁干扰是影响铁路信号正常运行的核心因素，再加上铁路信号设备自身因素，大部分缆线铺设于户外，受到的雷电干扰特别大，所以，做好相应的设备防护工作特别重要。

通过采取等电位连接模式，并将过电流保护器件进行有效串接，可以延长铁路信号设备的运行时间，提高铁路信号设备的安全性。

2.4 防雷注意事项

（1）重点检查隐蔽工程的质量。施工单位要重视隐蔽工程施工质量，监理单位需要加强监管力度，如果发现某部位的地网断开，容易出现等电位失效现象，因此，地网之中的各个连接部位需要采取焊接方式，并做好一系列的防腐工作。在我国北方地区，施工单位需要安装地线测试极，保证在温度较低的条件下，地网接地电阻可以稳定运行。

（2）各级防雷器参数要满足规定要求。防雷器通流量在分区分级配置环节，如果发生不匹配现象，当雷电流侵入期间，后一级的短断路器会将前一级短路基扣掉，系统容易出现大面积停电现象，相关人员需要进行科学的配置。

（3）组合架的稳定连接。机械室内部的同一排组合架等电位连接采取多股铜导线连接，此种连接方式存在缺陷，当某个组合架连接点出现接触不良现象，组合架会出现等电位连接不当现象。所以，相关人员可以采取和同一排组合架长度相等的紫铜排与组合架进行并联，可以保证此问题得到有效解决[5]。

（4）既有机房防雷贴面柜施工要点。在原有机房防雷贴面柜施工环节，要提升配电施工的安全性，引线需要安装在分线盘前部端子之上，既有的螺丝背帽保持不动，然后再安装螺丝帽，减少端子拆卸所带来的安全隐患。

3 结束语

综上所述，通过对提升铁路信号设备防雷水平的有效措施进行全方位的分析，例如明确铁路信号设备雷害类型、科学埋设网状接地、设置屏蔽接地棚、设置屏蔽接地棚、采取等电位连接模式、将过电流保护器件有效串接等等，可以显著提高铁路信号设备的防雷性能，减小外界雷击对铁路信号设备产生的影响。