铁路通信防雷技术探析

铁路通信防雷技术探析

摘要：铁路通信设备在铁路运输系统中起到了重要作用。在雷电频发的季节和地区，电子通信设备很容易遭受雷电及其电磁脉冲的破坏，所以在铁路通信设备的安全防护中，防雷技术非常重要。本文介绍了铁路信号设备雷电防护特点和雷电电磁脉冲侵入信号设

备的途径，并在此基础上，提出了铁路通信防雷的技术措施。

关键词：铁路；通信设备；防雷技术

abstract: railway communication equipment in railway transportation system plays an important role. the thunder and lightning in the season of greatest and regions, electronic communication equipment is very vulnerable to lightning electromagnetic pulse and destruction, so in railway communication equipment safety protection, lightning protection technology is very important. this paper introduces the railway signal equipment lightning protection characteristics and lightning electromagnetic pulse signal equipment into the ways, and on this basis, puts forward the technical measures for lightning protection of railway communication.

keywords: railway; communication equipment; lightning protection technology

中图分类号：f53文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）

前言

铁路运输系统在国民经济中起到了重要作用,而现代化铁路通信设备在现代化铁路运输系统中是必不可少的。信号设备是由电线路或钢轨构成的电气回路,在汛期雷雨季节，雷电较多，雷电通过电线路、钢轨袭击信号设备，会直接影响铁路运输的安全，因此，铁路部门切实提高防雷工作标准，做好防雷的相关技术工作，确保铁路的安全运行。

一、铁路信号设备雷电防护特点

铁路信号设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要可分为三种，即：直击雷、感应雷和传导雷。结合信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析，铁路信号设备雷电防护存在以下特点。

（1）信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受雷电攻击的地区。

（2）铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁。

（3）自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会串入信号机房内部，从而引起对内部设备的损坏。

（4）雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，

其冲击接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。

二、雷电电磁脉冲侵入信号设备的途径

（一）雷电直击装置有信号设备的建筑物及装置有信号设备的场所附件的构筑物、地面突出物或大地时，雷电电磁脉冲将在信号系统内产生过电压和过电流。该现象亦称空间电磁感应。

（二）与信号系统设备相连的信号传输线路、钢轨等设施上遭受直接雷击时产生的电磁脉冲，或与信号系统设备相连的信号传输线路附近遭受直接雷击时，感应在信号传输线上的电磁脉冲，经线路传导侵入信号系统内的过电压和过电流。

（三）向信号设备供电的电源系统上遭受直接雷击产生的电磁脉冲，或电源馈线附近遭受直接雷击时感应在电源线上的雷电电磁脉冲，经电源馈线传导，在信号系统电源设备上产生的过电压和过电流。

（四）雷击信号设备场地建筑物的避雷针（或避雷带、避雷网）时，雷电流沿避雷针（或避雷带、避雷网）引下线进入接地装置引起地电位升高，这时，在信号系统接地导体和其他导体间产生的反击雷过电压。

三、铁路通信防雷技术措施

（一）安装防雷保安器

铁道行业标准tb/t3074-2003《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》和tb1007-2006《铁路信号设计规范》规定，所有与外

线或钢轨连接的含电子器件的信号设备，在线路与设备的端口处应当装设专用防雷保安器。一般可对电源从室外进入室内的界面做第1级粗防护，泄放大部分雷电流；在机房电源、即电源屏等前做第2级粗防护或细防护；最后对用电设备，在ups前做第3级细防护.由于第3级细防护的保护对象直接是信号设备电源，因此要求细防护保安器在雷击时残压较低。由于空气间隙、气体放电管并联在电源线后，在雷击时会产生续流，导致电源短路；单纯压敏电阻器并联在电源线后，由于电源正向波动时会出现劣化，导致电源短路，因此无人执守的机房和区间信号设备的电源防雷器，不得单独使用空气间隙、气体放电管，压敏电阻器等元件。

原则上，信号电缆与信号设备的界面应当都置防雷保安器。由于车站信号设备的进线很多，建议在电缆进入信号楼时，设置防雷柜集中防护，以便维护、更换和有问题时查找故障。防雷柜中的防雷保安器可以采用单级或多级。最后的残压应当限制在被保护信号设备端口的耐过电压水平以下。itu-tk20和k21建议，有条件的信号设备本身应当在内部设置防雷单元,以增加信号设备本身的抗扰度。防雷保安器接入信号系统后，不得改变原信号系统的性能，不得影响被防护设备的工作。

（二）采取屏蔽措施

为了减少外界雷电电磁干扰，除机房采用法拉第笼屏蔽措施外，室外电力电缆、通信电缆、塔灯电缆以及其他电缆进入通信机房前一定要采取屏蔽措施。（1）架空电线由终端杆引下后应改用屏蔽电