云南高铁电务设备防雷安全技术初探

云南高铁电务设备防雷安全技术初探

李德军

中国铁路昆明局集团有限公司昆明南电务段，云南昆明 650011

摘要：高速铁路安全是当今中国高速铁路运输的重要课题，而高速铁路电务设备安全则是高速铁路安全的重中之重,不仅关系着国家财产安全，对广大旅客生命财产起着直接的作用。作为高速铁路电务设备防雷安全又是高铁安全的重要课题，本文就云南高铁电务设备防雷安全进行分析。

关键词:高速铁路；电务设备；防雷安全

1.加强云南高铁防雷安全的重要性

云南高速铁路属于典型的高原山区铁路，处于多种地形地貌特征、多种气候条件、多雷电发生地带的高速铁路，电务设备沿铁路分散设置于站区、中继站等，加之桥梁隧道较多，有的电务设备安置于桥梁上、隧道中，连接电务设备的电缆线等设施曝露于线路间轨道旁，容易受到雷电袭击，导致电务设备受到损坏，影响高铁列车运行，不仅让广大旅客的旅行受到影响，同时还会导致国家财产的损失，加强高铁电务设备防雷安全极为重要。

2．云南高铁电务设备防雷电安全状况分析

2.1沪昆高铁电务设备防雷安全现状分析

沪昆高铁进入云南后经富源、曲靖、马龙、嵩明至昆明市到达昆明南站，云南境内长185.964千米，高速铁路电务设备分别设置于富源北、曲靖北、嵩明3个中间站1个小团山线路所，以及中继32至41共10个中继站，与成都局集团公司的电务设备分界点为上行DK985+885、下行DK985+630处。为做好电务设备安全工作，在沪昆高铁各站设置有联锁系统（CBI）、列控系统（TCC）、调度指挥系统（CTC）、电源系统、监测系统、综合接地，以及防雷与接地设施。在机房设置共用接地系统的综合地网，采用法拉第笼进行电磁屏蔽。电务设备有安全地线、屏蔽地线、防雷地线；传输线设置防雷保安器、区间上下行轨道间设置完全横向连接接地。

2.2云桂铁路电务设备防雷安全现状分析

云桂铁路云南段正线长431.239千米，云南段电务设备分别设置于富宁、广南、普者黑、弥勒、石林西和昆明南等客站，以及中继12至中继40共19个中继站。与南宁局集团公司的电务设备管界上行分界点在阳圩站与中继11区间DK274+042、下行分界点在DK273+768处。为做好电务设备防雷安全工作，在云桂铁路各站设置有联锁系统、列控系统、调度指挥系统、电源系统、集中监测系统和综合接地系统等，以及防雷与接地系统，机房设置共用接地系统的综合地网，采用法拉第笼进行电磁屏蔽；设安全地线、屏蔽地线、防雷地线；传输线设置防雷保安器、区间上下行轨道间设置完全横向连接接地。

2.3高铁电务设备防雷安全技术状况分析

高铁电务设备是由电线路或钢轨构成的电气回路,电务设备遭受雷电侵害通常分为直击雷、感应雷和传导雷三种。由于电务设备占有面积大，大多分布在山区和旷野，处于容易遭受雷电攻击地带。加之铁路钢轨是雷电电流的良好导体，特别是钢轨连接的电务设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机都容易受到雷电电流的袭击。特别是自动闭塞的控制线多数曝露在地表面或相关物件上，在雷电季节也容易遭受雷电袭击，线路中的大电流会传入机房内部，导致室内设备损坏，对高铁电务设备必须加强防雷安全。按照电务设备防雷的基本原则，防雷装置和被防护设备之间绝缘应匹配，将雷电感应电压限制到被保护的冲击耐压水平以下。因为电务设备防雷电实行分级分区防护，采取综合防护方式，按分区、分级、分设备防护原则，以及纵向、横向或纵横向防护方式。采取屏蔽、等电位连接、良好的接地以及合理布线等措施，改善电务设备雷电防护能力。当采用多级防护时，各级防护元件应配置合理。即避雷线或避雷器以及各种网线、金属箱盒和设备端防雷单元三级防护，其中第一级主要是防直击雷电袭击，第二、三级主要是防护雷电感应及雷电波侵入。实际工作中要做到防雷电元器件与被防护设备匹配设置，保证雷电感应脉冲过电压限制到被防护设备的冲击耐压水平以下。防雷装置不应影响被防护设备的工作，受雷电干扰时，应保证电务设备不得错误动作。防雷电装置的设置、动作和故障状态，不得改变被保护系统的电气性能，不得影响被保护设备的正常工作，应满足故障导向安全。

3．加强云南高铁电务设备防雷安全的对策

3.1提升电务设备防雷安全设施的科技含量

强化室外电务设备防直击雷安全,要把电务设备防雷保安器纳入产品强制认证管理，对技术指标和应用要求必须符合相关检测标准，所用防雷保安器应获得产品强制认证的证书。为抗御直击雷和降低雷电电磁干扰，机房的建筑物采用法拉第笼进行电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带和引下线、机房屏蔽和接地系统构成，室内设置接地汇集线，机房建筑物地网接地电阻小于1欧姆。在所有的机房建筑物屋顶不允许设置避雷针，对电源、信号传输线必须加装防雷保安器，并使用规格符合图纸设计要求。按照分区分级原则，传输线的防雷保安器集中设置在分线盘处。对防雷器材应使用非燃或阻燃材料，保证机房和设备安全。防雷元器件的安装应牢固，标识清晰并便于检查。用于电源电路的防雷保安器应单独设置，必须具有阻断续流的性能。并联应用的防雷保安器能实现热插拔，传输线的防雷保安器能实现即插即用，防雷模块应具有热插拔功能，便于测试、维修和更换。避雷带、防雷网、引下线、避雷针无腐蚀及机械损伤，锈蚀部位不得超过截面的三分之一。被保护设备本身已加装防雷保安器，且其抗扰度已达到TB/T3074-2003规定的试验等级为4级或X级的，可不设置防雷保安器。电源防雷器应具有故障脱离装置，应保证防雷器本身故障后不影响设备工作。当防雷保安器并联应用时，在任何情况下不得成为短路状态。在串联应用时，在任何情况下不得成为开路状态。对防雷保安器对地有连接的，除了放电状态，其他时间不得构成导通状态，否则必须辅以接地检测报警装置。

3.2 加强电务设备防雷安全的接地监测

电务设备应设安全地线（室内安全防雷综合地线）、屏蔽地线、防雷地线、防静电地线（机房电磁屏蔽地线）、逻辑地线、电源入口防雷地线和通信通道地线。电务设备的机架（柜）、控制台、箱盒、信号机梯子等设安全地线，交流电力牵引区段的电缆金属护套设屏蔽地线，防雷保安器设防雷地线，安装防静电地板的机房设防静电地线，微电子设备需要时可设置逻辑地线，上述地线均由共用接地系统的地网引出。根据标准在室内的走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等所有室内设备必须与墙体绝缘，特别是新建机械室室内电务设备应与墙体、地面绝缘。其安全地线、防雷地线、屏蔽地线等必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。地网由各接地体、建筑物四周的环形接地装置、基础钢筋构成的接地体相互连接构成。电气化区段、繁忙干线、铁路枢纽、编组场、强雷区和埋设地线困难地区及微电子设备集中的区段，应设置贯通地线。要按照规范对转辙装置的转辙机、密贴检查器和下拉装置的金属外壳，均应采用50平方毫米铜导线就近与综合接地系统端子或贯通地线连接。所以，在设置贯通地线的区段，室外电务设备的各种地线均应与就近的贯通地线连接。

3.3 加大电务设备防雷安全的维护力度

建立健全电务设备防雷安全的维护制度,按照电务设备防雷设施一年周期性检查、测试，以及每次发生雷击之后的必须进行检查的日常性检查维护制度。高铁电务车间应有专人负责防雷电安全工作，妥善保管防雷电装置的设计、安装、工程图纸资料和检查测试记录等。严格执行电务设备防雷安全维护制度，按照电务设备防雷安全要求，对所有传输放电电流的导线阻燃且走最直接的路径，减少长度（配线时不留余长）和方向变化，让导线的曲线半径不小于200毫米。对所有防雷保安器接地线与接地汇集线进行可靠连接，接地线用短而直的多股铜导线，截面积不小于1.5平方毫米,使并联型防雷保安器与被保护设备端子的连接线截面积不小于1.5平方毫米，长度不得大于0.5米，受条件限制时可适当延长，但严禁超过1.5米，防雷保安器接地线长度不大于1米，若采用栓接连接时应使用双螺帽。当引接线、接地汇集线间的连接线等在穿越墙体、楼板时应加装保护并保证与墙体绝缘。对安装电务整体防雷的机械室，应在整体防雷设施施工完成并确认防雷模块安装良好。

总之，加强云南高铁电务设备防雷安全是一项技术性很强的工作，应结合高铁电务设备所处地区气候及环境条件，明确各职能部门、高铁车间和工区的职责分工，严格按照电务设备防雷安全的原则要求，认真执行电务设备防雷安全设施维护的周期性检查、测试和日常性检查等，加大对电务设备防雷安全的考核力度，确保电务设备安全运行,为高速铁路运输经济的发展提供坚强的技术基础保障。

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