铁路信号设备的雷电危害及防雷整治措施探究

铁路信号设备的雷电危害及防雷整治措施探究

韩行志

内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区     海拉尔电务段   021000

摘要：铁路信号设备必须有效地避免闪电和恶劣天气的影响，以便充分发挥其重要作用。因此，加强对铁路信号设备雷电危害的关注和制定相关的防雷战略是许多铁路信号专业人员和技术人员尤为关心的问题。

关键词：铁路信号设备；雷电危害；防雷整治措施

前言：人们日常生活中，铁路交通是其重要的出行方式，其出行安全将直接关乎着乘客及工作人员的生命财产安全，基于此，想要落实铁路运输线路的有序运行，就要加强对雷电等恶劣外界因素的关注，从根源上避免风险、隐患的激增。因此，本文简述了雷电袭击的途径，分析了雷电对铁路信号设备造成的危害，提出防雷整治措施，旨在以此来保障防雷工作稳步落实，铁路出行能够安全顺畅。

1雷电袭击途径

1.1通过信号交流电源系统侵入

铁路信号设备的顺利运行需要由信号交流电源提供支持。信号交流电源系统因为带电，极易在雷雨天气时受到雷电的袭击。雷电冲击波的形成会破坏低压信号线路的运行，导致信号交流电源系统遭受损害。此外，若因雷电袭击导致高压变压器故障，将导致信号交流电源系统无法顺利进行工作，信号设备受损且难以修复。如果此时没有及时对雷电冲击波进行制止，其将会对铁路高压电线路进行攻击，从而破坏高压变压器设备。雷电产生的波幅值还将对高低压设备之间的绝缘设施安全构成威胁，严重时甚至会造成击穿现象。

1.2通过架空线系统侵入

通常，铁路轨道内架空线系统涉及的架空线线路较长，支撑塔数量多，并且其途经路段雷电事故频发。架空线一般位于高空，与其他线路相比，架空线与雷电距离更近，更容易受到雷电的袭击，从而造成损坏。雷电通过架空线系统侵入的类型主要包括雷击支撑塔、雷击导线等，这些情况导致雷击绕过避雷线等避雷设施，对铁路信号设备造成故障等损害。由于两条架空线路可建立电力回路，如果回路中存在半自动锁闭设备，高压雷电会对相关设备造成破坏。

2雷电对铁路信号设备的危害

2.1直接打击危害

直接打击是指雷电直接撞击铁路信号设备所造成的损害。这种损害一般是机械性的，可能导致设备的物理破坏，例如设备的外壳、天线等被击毁。严重的话，还可能会对设备的内部电路、器件等造成损坏，进而导致系统瘫痪。在极端情况下，雷电直接打击还可能会导致人员伤亡。

2.2感应电压和电流的危害

感应电压和电流是指雷电对铁路信号设备内部电路和电子元器件的电磁感应作用。当雷电在地面降落时，会产生强烈的电磁场，通过感应作用，可能会在设备内部产生电压和电流。这些电压和电流可能会对设备的电子元器件产生热量、电气压力等不良影响，导致设备内部电路或电子元器件受损或失效。

2.3电磁场干扰的危害

电磁场干扰是指雷电引起的电磁场对铁路信号设备产生的干扰。当雷电在地面降落时，会产生强烈的电磁场，这些电磁波可能会与设备自身产生的信号发生干扰，导致设备无法正常接收、传输信号。在极端情况下，电磁场干扰可能会使信号产生误判，误判导致列车出现错误的行驶指示，可能导致严重的交通事故。因此，铁路信号设备通常需要进行抗雷电设计，以减小雷电对设备的影响，确保铁路交通的安全运行。

3铁路信号设备的防雷整治措施

3.1分流保护的防雷整治

高效防雷的重要装置在于分类保护器，其中避雷器应用较广泛，它主要通过并联方式将其安装至防雷接地系统与导体线路之间。若是遇见雷电天气，将极易形成过电压，从而通过导体途径促使其转移至电子设备内，并且避雷器电阻能够在短时间内大幅度下降，从而短路。通过该机制可以顺利完成雷电电流的分流工作，并引导其以最快的速度传输至大地中。与此同时，在通过上述处理后，依然会在被保护对象内聚集部分电流，袭击能力依然较强，极易导致设备长期处于异常运行状态。但是，在采用多级分流后，就能够迅速实现高效分流，该设备将不会产生异常情况。为了能够将分流的影响彻底消除，则要设置多级分流装置，将其予以三级以上的分流保护。铁路系统在选址阶段就能应用到躲避方式，它能依据现场的实际情况，确定雷电事故多发区域，并在铁路系统的布设时将该处避开，从源头上避免出现雷电袭击，也能避免出现后续加装防护装置等繁琐环节出现。因此，作为铁路信号设备的管理人员，在突遇雷电天气时要依据实际情况将非必要的电子设备及时关闭，同时也要及时切除电源。

3.2雷电屏蔽设施的科学设置

雷电屏蔽设施主要由金属外罩构成，其能够使得受保护的信号设备处于静电屏蔽的环境之下，从而避免受到雷电的电磁干扰等破坏。屏蔽技术是目前较为常用的防雷技术，为确保其有效运行，应将屏蔽雷电设备有效接地，同时利用信号设备的内外部屏蔽叠加来增强屏蔽雷电的功效。另外，针对雷电浪涌情况，可以利用在电缆上诱发的雷电浪涌的诱导机制等特性，确定输入设备的雷电浪涌等效电路，用于抑制输入设备的雷波特性，通过一次冲击波测试来评估信号设备对峰值电压、陡度和雷波能量损伤的电阻，然后利用基本脉冲电压发生器电路，实现对雷电浪涌特性、测试波形的设计和防护。其他可考虑应用的保护措施是屏蔽外线和使用埋线，用以取代架空线路。但需要注意的是，几乎所有的外部线路都是地下的，用屏蔽的线路替换未屏蔽的线路非常昂贵和不方便。相关研究表明，只有当屏蔽内部设备的连接杆相同时，才能有效降低人员伤亡率。防雷设备从类型上看大体可以分为：电源防雷器、电源保护插座、天馈线保护器、信号防雷器、防雷测试工具、测量和控制系统防雷器、地极保护器。例如，对于信号楼内的信号设备，可以使用9.5mm厚钢板或4mm厚钢板做成的屏蔽罩，这种措施能够提供很强的总体屏蔽效能。采用协调的浪涌保护装置能够有效降低风险，提供良好的等电位联结。此外，不同防雷水平的协调浪涌保护装置在没有保护和有保护的物体中的损失风险值表明，使用参数良好的浪涌保护装置可以将风险发生概率降低到要求值以下。目前，有学者针对防雷屏蔽防护提出了能准确预测信号设备中雷电冲击波发生器的设计方法，其主要由雷电冲击诱发机制等因素确定供给设备的雷电冲击特性，确定测试浪涌波形设计方法，在浪涌试验中，通过峰电压、陡度（峰电压/前置时间）和能量对设备的防雷浪涌性能进行综合评定。

3.3防雷设备的安装

防雷设备很常见，一般按避雷针、避雷网和避雷线等来划分。目前避雷针在我的应用比较广泛，主要是因为它的施工成本低，施工安装比较方便。避雷针在建筑物一定面积的安装中起到一定的避雷针保护作用，避免建筑物面积的避雷针。避雷针类似于电线，它保护的面积比避雷针小得多，只能用于保护特定的建筑物。而防雷网就是要扩大避雷针，它的保护面积要大，不够它的造价也比较高。

结束语：

概而言之，铁路信号设备的雷电危害极为严峻，又难以避免，因此要以最大程度尽量去控制。所以，要充分重视铁路运行的各个方面，并对其详细检查，及时发现故障并及时处理，同时各个操作流程都要严格依据规范标准，不得肆意更改，不得随意放置。同时，作为铁路信号设备的管理人员，在突遇雷电天气时要依据实际情况将非必要的电子设备及时关闭，同时也要及时切除电源，对于出现的问题要认真记录，全方位保障防雷装置能够正常运行。

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