浅谈铁路信号设备的防雷措施

浅谈铁路信号设备的防雷措施

摘要：新时期经济发展下我国铁路运输水平不断提高，铁路信号设备是铁路运

营管理中非常重要的设备组成，文章结合常见的雷害现象对铁路信号设备运行下

防雷措施展开探讨。

关键词：铁路信号；信号设备；设备防雷；防雷措施

引言

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。

1铁路信号设备雷害产生原因分析

雷电对铁路信号设备产生的危害类型有直击雷和感应雷2种。直击雷是雷电直接对铁路

信号设备产生冲击和影响，这种雷电灾害对铁路信号设备的影响非常大，造成的破坏程度也

比较严重，更严重的情况可能会直接导致信号系统的瘫痪与崩溃。其次，感应雷。这种雷电

所产生的影响明显要小于直击雷。它对铁路信号设备的影响主要是来自于雷电的感应磁场，

通过感应磁场对信号系统造成一定的干扰，最直接的结果就是铁路信号设备出现信号错误、

信号干扰等方面的问题，并不会产生根本的损害，因此维修难度大大降低。但是感应雷对信

号设备的干扰往往会导致铁路信号设备出现错误的显示内容，这严重干扰了正常的铁路运行，给铁路出现带来难以估量的麻烦。雷电对铁路信号设备的干扰主要是通过入侵信号完成的，

主要有3种入侵方式。第一，通过交流电完成入侵。雷电通过交流电完成入侵时会先进入高

压线路，然后通过高压变压器转换为低压再入侵低压设备。第二，通过轨道电路完成入侵，

轨道电路传输线的主要材料是钢轨，钢轨是很容易传输雷电的材料。第三，通过电缆完成入侵。铁路信号设备连接的主要材料是电缆，电缆是一种很容易传输雷电的材料，当恶劣天气

出现时，雷电就很容易通过电缆入侵到室内，导致事故的出现。因此，雷电干扰破坏铁路信

号设备的方式是多种的，想要规避或者减少损害还需要从根本环节入手，斩断连接，这样才

能够更好地完成铁路信号设备的防雷整治工作。

2铁路信号设备的防雷措施

2.1提高室内防雷技术方案成熟度

要强化对室内防雷技术应用重点的关注，从电源的角度出发，制定针对电源为主的关键

性机械部位的多级防护保障机制，使终端电子设备可以得到更加成熟的应用，为室内防雷技

术故障的识别和隐患的排除提供技术支持。要针对铁路路网的运行情况进行多方位的分析，

并对其信号所受干扰及影响进行总结，提高室内防雷技术方案的设计针对性。

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。

2.3确保电位均衡连接

在雷电侵入铁路信号设备的时候，会在建筑周围的地面出现强烈的电流，使电位呈现放

射性。假设铁路信号设备建设在该范围内，会由于电位差的缘故而导致电压入侵的问题，从

而破坏信号设备。对此，应当在电源线、金属管道、接地线以及信号线等部分装配过电压保

护设备，以达到消除电位差的效果，实现电位均衡连接。同时，还要根据这一标准对防护层

的接口处进行处理。一般来说，可以把铁路信号设备的金属管线、窗栅以及地线与地栅连接

起来，使铁路信号设备内部的金属骨架与部件构成屏蔽接地栅，以此来防止由于雷电灾害造

成的电位差对铁路信号设备形成的危害。

2.4构建智能防雷系统

传统的铁路信号防雷设备仅起到雷电防护的作用，无法实现对防雷设备的运行状态及对

雷电流泄放起重要作用的机房接地电阻阻值等相关参数的监测功能，因此需要维护人员对防

雷设备进行定期巡检或重点检查，上述检查工作是非常必要的安全防护手段，但存在一些状

态指示参数人工测量困难，且不容易及时发现安全隐患等问题，同时由于维护人员个人能力

的参差不齐，导致对防雷设备的检查结果容易受到维护人员的主观影响，因此针对上述问题，本文通过传感器应用、电子电路设计及网络搭建技术，设计了一套智能防雷系统，不仅可实

现本地及远程对防雷设备运行状态的实时监测功能，还能对机房接地电阻阻值、雷击电流、

雷击峰值等相关参数的实时监测，并将所有监测数据统一存储在系统的数据服务器中，为雷

电灾害影响、接地电阻阻值变化等研究提供数据支持。系统在应用过程中也发现了类如防雷

设备工作状态改变，而监测平台信息显示延时等问题，系统已在应用过程中结合用户提出的

宝贵建议，进行了相应的系统升级，解决了现已发现的故障难题。智能防雷系统不仅可对所

有站的防雷设备进行实时监测，还可对各站上传的数据进行存储。智能防雷系统具有远程数

据查看、故障迅速定位、历史数据可追溯等特点，是改善电务部门运维水平的重要系统，具

有实际应用价值。

2.5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。

2.6其他防雷措施

首先，设置避雷针。为了避免雷电对铁路信号设备形成直接性的冲击，应当在铁路信号

设备较多的地方设置避雷针。工作人员需要对该区域的铁路信号设备分布情况进行分析，科

学准确地设定避雷针的位置，使其地线与铁路信号设备的电线电缆距离在20m以上，以发挥避雷针应有的作用，对区域内的铁路信号设备形成保护作用，防止避雷针在直接冲击下产生

电磁感应而影响铁路信号设备。其次，铺设接地网。在铁路信号楼的周围，可以通过铺设接

地网的方式将电流引到地上，从而防止过电压影响到信号设备的正常运行。通常情况下，接

地网采用铜包钢的材料，通过垂直的方式进行接地，间隔大约在2.5米，接地网的电阻应当

与贯通接地线相互连接，并且电阻值应当不超过10Ω。另外，建设防雷塔。如果区域内铁路

信号设备较为密集，可以通过建设防雷塔的方式来避免雷电灾害。在铺设线缆的过程中，要

尽可能防止交叉现象的出现，要严格按照规定的距离标准，将线缆与防雷塔之间的距离控制

在3m内。