准池铁路八里铺等三站通信机房 综合防雷系统改造方案探讨

神华新朔铁路有限责任公司通信技术分公司 内蒙古 鄂尔多斯 010300

准池铁路是大准铁路和朔黄铁路的联络线，北起大准铁路外西沟站，向南横跨内蒙古、山西两省区，途经和林格尔县、凉城县、右玉县、平鲁区、朔城区、神池县等6个区(县)，至朔黄铁路神池南站，正线全长184公里，为国家Ⅰ级双线电气化铁路，远期运输能力为2亿吨，全线共设八里铺、高家堡和卧厂3个车站，到发线有效长度1700m，线路限制坡度：上行4‰，下行12‰，最小曲线半径600m，并有董半川支线1条16公里(由高家堡车站引出)。2012年3月28日开工建设，2014年11月15日临管运营，2015年9月15日正式开通电气化运营。

一、系统现状

准池铁路所处区域为内蒙古与山西接壤的黄土高原，地理、地形特殊，气候干燥，土壤为黄土与沙砾混合，结构松散，阻值较高，导电性较差，接地体要达到要求的阻值，需经专门技术处理。区域内平原丘陵纵横、山脉起伏，局地强对流天气频繁，雷电灾害较多，且全线为电气化铁路区段，电磁场影响较大，需做专门的综合防雷系统。

准池铁路八里铺、高家堡及卧厂三个车站通信机房的接地，当初由中铁第五勘察设计院集团有限公司设计的《准池铁路通信、信息施工总图》明确是采用共用接地(车站办公楼综合地网)方式，R≤1Ω，三个机房内设接地汇流排1处，用规定线径的有绝缘外护套的多芯铜导线直接连接到机房外的综合地网。

机房内通信设备电源防雷采用深圳科安达电子科技股份有限公司生产的XLY-380/40智能型电源防雷箱，可以实现以下功能：

1.实现对通信机房两路三相或单相电源的浪涌防护、抑制感应雷或浪涌过电压和过电流，使被保护设备始终处于安全状态。

2.防雷箱内的浪涌保护器内置动态热感脱扣装置，劣化后立即动作，使防雷器安全地从主电路脱离，并可显示。

3.浪涌保护器采用摸块化结构，支持热插拔，外封装材料采用阻燃材料、35mm标准导轨安装。

4.具有通信智能防雷电防护系统数据采集终端，由总线采集智能浪涌保护器中的雷电防护数据信息，通过以太网接口上传到准池铁路通信传输网，回传到通信技术分公司薛家湾信息网管中心的防雷系统监控主机。

5.采集终端监测的防雷系统故障类型有：模块损坏、累计次数、雷电流幅值、热脱扣、断路器跳闸、模块拔出及通信故障。

二、改造目的

由本文第一部分可以看出，既有防雷系统只是当线路引入雷电并造成被监测电流大幅度变化时才起作用，作用较为单一。

我们知道，通信设备在强电磁场环境下运行时，其稳定性会受到很大影响，有时甚至会影响到系统的正常运行，因此，在电气化铁路区间，引入了通信设备的综合防护系统，也可以称为综合防雷系统。综合防护系统的主要功能就是在防雷的同时，起到通信设备对强电磁场干扰的防护作用，我这里探讨的用于规范三站通信设备综合防雷问题，就是为了提高通信设备抗御雷电、电磁场的能力，减少或防止雷电损害以及电磁的干扰，而进行的一系列技术改造工作及规范要求。

三、技术要求

在准池铁路八里铺、高家堡及卧厂通信机房新增综合防雷，接入既有环形地网。投标方所提供的设备和功能需满足国家及行业标准。房屋面积154㎡(八里铺37.2㎡、高家堡62.86㎡、卧厂54.45㎡)。

将三处通机室的既有防静电地板更新为沈飞牌600mm*600mm*350mm的瓷面防静电地板(含配套支架)，同时对这三处机房的顶棚进行吊顶处理：建议采用铝扣板做吊顶装饰，新设照明灯具，每组灯排需含一路天花板嵌入式的应急照明灯。

(一)机房进行更完善的室内法拉第笼屏蔽。

(1)墙壁屏蔽层应选用铁板或铝板等电磁屏蔽材料，板材厚度应不小于0.6mm，(机房墙面及顶面的屏蔽层不得外露，并使用石膏板做装饰处理，刮腻子后的机房整体效果须保持与原有墙面一致)。

(2)门窗屏蔽应采用截面积不小于9mm2、网孔小于80mm×80mm的铝合金网，并用不小于16mm2的软铜线与地网或屏蔽层可靠连接，软铜线做防腐处理。

(3)金属板间每间隔500mm必须焊接或用不小于2mm2的软铜线可靠连接。

(4)屏蔽层必须在引下线与地网连接处用不小于25 mm2的软铜线可靠连接(可多处连接)，软铜线做防腐处理。

(5)屏蔽层还应与钢筋接地端子板栓接。

(6)防静电地板金属支架间应互相可靠连接，或在金属支架底部采用0.2mm(厚)×20 mm(宽)铜箔带构成与支架一致的网格，铜箔带交叉处用锡焊接。互相连接的金属支架或网格铜箔带应采用10 mm2的铜带(扁平铜网编织带)应与地网或屏蔽层连接，至少4处，铜带一端加线鼻后与地网或屏蔽层栓接，另一端用锡焊接。

(7)相邻的墙面、顶面、地面及门窗屏蔽网之间应相互电气连接，并通过接地汇集线与接地装置多处连接。

(8)地面屏蔽网之间应相互电气连接，并通过接地汇接线与接地装置多处连接。

(二)电源引入处防雷箱的接地汇流条应独立设置，并用截面积不小于50mm2的绝缘铜导线(即接地干线)与室外环型地网单点冗余连接。

(三)室内走线架(槽)、电源、数调及传输机柜、DDF机架、ODF机架等所有室内设备必须与墙体绝缘，其保护地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与汇流条连接。走线架必须保持电气上的连续性(可利用剥开的25mm2导线，敷设在电缆走线架内，并将每段走线架至少在两点进行连接)，并用30mm×3mm紫铜排与走线架和接地汇流条栓接，连接螺栓采用Φ8mm铜质或不锈钢质，并不得少于3枚。

(四)室内同一排各金属机架、柜间用不小于16 mm2多股铜导线栓接后再用不小于50mm2有绝缘外护套的多股铜线就近与接地汇集线连接。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流条。

(五)建筑物内所有不带电的金属物体，都必须与环形接地装置做等电位连接。

(六)室内汇流条(等电位连接)

(1)在室内设置工作接地汇流条、保护接地汇流条、电源防雷接地汇流条、通信线路入口处的室内接地汇流条。其中，工作接地汇流条与保护接地汇流条宜合设，称为工作保护接地汇流条；电源防雷接地汇流条宜单独立设置。

(2)以上4类地线汇流条采用截面积不小于50 mm2有绝缘外护套的多芯铜导线与既有地网(室外环形接地网)单点冗余连接。

(3)汇流条宜采用截面积不小于30mm*3mm的铜排，并用截面积不小于50mm2(或2*25 mm2单点冗余连接)的有绝缘护套多股铜缆就近与既有室外环形地网作可靠连接。引接线的长度不宜超过30m。

(4)汇流条连接点，按设计要求连接。

(5)汇流条采用截面积不小于50 mm2有绝缘外护套的多芯铜导线与地网单点冗余连接。

(6)汇流条铜材间直接连接的接触部分长度不少于60mm，接触面应打磨后使用3个铜螺栓双螺帽连接。

(7)各接地汇流条与室外环形接地装置的连接线，在室外环形接地装置上的连接点之间的距离不宜大于5米。

(8)当工作汇流条和保护汇流条分设时，工作汇流条仅用于接直流电源系统的正极。

(七)连接(焊接、栓接)工艺

(1)室内的铜材与铜材间可用螺栓连接，连接时必须用双螺帽或栓接后施焊。

(2)引接线与环形接地装置的连接可采用以下方式：

铜质接地体或铜质接地体与钢制接地体之间连接应采用放热焊接(又称放热熔接)，熔接接头应将被连接导体完全包在接头里，要保证连接部位金属完全熔化，并应连接牢固。

引出线与环形接地装置的连接点应做防护处理，防腐层应在连接点四周延伸20～25mm，埋入地下的连接点防腐层厚度必须大于5mm。

(3)电缆金属护套与接地汇接线连接时，连接线一端焊接在金属护套上，另一端做线鼻后用铜螺栓与汇集线栓接；也可用线卡箍在电缆金属护套上，连接线两端做线鼻后分别与线卡和接地汇集线栓接。

(4)室内多芯线缆与汇集线或浪涌保护器连接时，必须通过接线端子或铜鼻子连接牢固，防止雷电流通过时产生的芯线收缩造成连接松动。铜鼻子和缆芯连接时应使用液压钳紧固或浸锡处理。接线端子尺寸应与线径吻合，接线端子与汇集线的接触部分应平整、紧固，无锈蚀、氧化，不同材质连接时应采用过渡接头。

结束语

近年来，随着信息化、网络化、智能化等微电子技术在通信系统中的广泛应用。铁路通信系统设备板件大量采用耐能量能力低的集成电路和微电子器件，极易受到雷电、电磁场的侵入和干扰，影响通信系统的稳定性和可靠性。因此，如果没有雷电防护技术的运用和支撑，通信设备遭受雷害和电磁干扰的概率会大幅度增加，可能导致铁路通信设备失效和故障，影响铁路正常的运输秩序，通过对准池铁路八里铺等三站通信机房综合防雷系统的改造，可极大地提升室内设备的防雷电及电磁干扰能力，为准池铁路高效运输提供可靠的通信保障。由于自我知识水平有限，文中存在的纰漏和不足之处，希望大家批评指正，共同提高。