朱志超

南京熊猫信息产业有限公司 江苏 南京 210000

在科学技术和信息技术不断的发展进步中，我国的地铁已经成为很多人日常出行的交通工具，且已经广泛的应用电子信息系统[1]。而由于电子信息系统本身的特性，雷电对于电子信息系统的危害是极大的，一旦地铁的电子信息系统遭到雷电的破坏，就很有可能造成地铁交通的瘫痪，不仅会影响地铁的正常运行，也会给依靠地铁出行的人们带来极大的不便[2]。因此，为了保障地铁正常的运行，为人们的日常生活和出行提供便利，相关的工作人员需要重视对于地铁电子系统雷电防护的工作，从而使得有效避免受到雷电的破坏。

一、加强地铁电子信息系统雷电防护工作的必要性

近年来，电气和电子技术成为了现代文明发展的基础，它不仅促进了生产力的发展，同时也加速了社会繁荣的进程，为人们的生产生活带来了极大的便捷。而电子信息系统在地铁中的应用，也让我国的地铁事业迈上了一个新的台阶，人们的出行越来越依赖地铁[3]。如果电子信息系统遭到雷电的干扰和破坏，地铁将无法正常运行。目前，地铁中应用的电子信息系统，频率越来越高，速度越来越快，且随着地铁发展的需求，变得越来越微型化、网络化和智能化。而雷电的干扰对这些电子信息系统的影响越来越突出，由于雷电造成电子信息系统失效及破坏的数据也是越来越高。而且随着城市建筑物建设的越来越高，导致收发雷电的几率也比起以前增加了不少，一个雷电的影响可能会波及几公里之内的电子设备，也就使得电子信息系统受到影响，失效或者损坏的几率增加了许多。而当电子信息系统受到损伤后，除了本身破坏及后续维修这种直接的损失，造成的间接损失更是难以估计[4]。因此，随着信息时代的到来，随着电子信息系统应用到地铁中，使得雷电防护成为保护地铁电子信息系统的当务之急。

二、雷电对于地铁电子信息系统的影响

电子信息系统受到雷电影响，导致损坏或者失效，主要原因往往是因为雷电感应造成的电压。相对来说，电子信息系统遭到雷电感应，导致损坏或者失效的几率，远远比直接受到雷电冲击还要高的多，因为雷电感应除了会由直接降下的雷电产生，远处放点的电磁脉冲感应也包括在内，而且，直接降下的雷电，能够产生的雷电感应会很远，一般可以达到数百米[5]。雷电感应会形成静电和电磁，通过户外的一些电力或者信号线路等，向着四面八方进行辐射，并且会沿着这些线路进行传播，从而通过室外的一些常用线路，进入到电子设备中，导致在线路中间或者在终端的电子设备，受到雷电感应的影响，电压升高，从而导致电子设备的损坏，使得电子信息系统无法正常运行。

在地铁的电子信息系统中，电子信息系统要进行信号的采集，信号的加工和处理，以及信号的传输和储存等，由很多个环节组成一套完整的电子信息系统，这也就使得电子信息系统存在很多的接口，而这些接口正是静电感应和电磁感应导致的感应过电压进入电子信息系统的主要通道。也正是由于地铁的电子信息系统存在多个环节和多个接口，线路又比较长，这也给雷电的破坏创造了一定的条件，使得感应过电压很容易沿着这些通道侵入电子设备，造成电子设备的损坏，导致电子信息系统的失效。

此外，当雷电直接降下时，会产生非常强大的雷电流，这些雷电流会通过一些地下的线路或者一些与地面相接的线路进入到大地中，并在这些线路附近，产生向四周放射的电压，此时电压不断升高，会通过地下的各种线路传授至附近的电子设备中，使得电子设备受到电压的影响而失效或者破坏。相比于前面的两种情况，这种通过地下线路进入电子设备导致电子信息系统的损坏，经常被人们忽略，因此也就导致了对这种情况不够重视。

三、地铁电子信息系统的雷电防护设计策略

第一，拦截。针对于电子信息技术的防雷措施，第一道防线就是拦截直接降下的雷电，也就是直击雷。而拦截直击雷，最节约成本且极其有效的方法就是避雷针，也有一些地方会应用到避雷带，避雷网，或者避雷线等。但是，避雷针会把强大的雷电引入大地，且同时会在附近产生非常强大的电磁场，使得附近的电子设备受到电压的影响，造成雷击的二次伤害，也会对于周边的电子设备造成损坏[6]。因此，电子信息系统所在的位置，防止直击雷，应当多采用一些避雷带和避雷网，减少避雷针的使用，在一些无法采用避雷带或者避雷网的位置，不得不使用避雷针，应当尽量使用短针，从而有效防护避雷针导雷造成的电磁场对电子信息系统的冲击和破坏。

第二，屏蔽。在电子信息系统的防护措施中，屏蔽是防止任何一种形式电磁干扰的基本手段之一，目前屏蔽一般分为静电屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽、信号传输电缆的封闭等。进行屏蔽措施的目的，一个是使得某一个区域内的电磁能量无法向外传播，还有一种是限制或者降低外界电磁能量向被保护的空间进行传播。对于电子信息系统的雷电防护，主要是第二种，在电子信息系统的周边做电磁屏蔽，使用屏蔽来阻止或者减少电磁能量的传播，在雷电落下的瞬间，屏蔽可以把电磁阻止下来，或者降低到一个比较低的点，使得电子信息系统免于受到电磁能量的影响，从而产生破坏。

第三，均压。均压也称为等电位连接。简单来说，就是把所有的导体结合起来，相互做好的导电性连接，并接通接地系统。这个方式的主要作用是为雷电造成的电流提供低阻力的连续性的通道，使得雷电电流迅速的导入到大地之中进行释放，其次是可以使得系统在极短的时间里，迅速的在被保护系统所在的区域内，通过所有导电部件建立等位区域，从而使得需要保护的系统坐在区域内部，所有的导体之间没有非常大的电位差，可以有效保护电子设备的正常运行，以及可以保护人们的生命安全。

第四，分流。分流的方式，是在雷电产生能量后，引入电子信息系统之前，尽可能的把这些多余的能量引入大地。由于雷电直击产生的能量非常大，如果只采用了单一的措施或者防线，是无法防止雷电造成雷电感应的破坏的，需要采取多种防护措施，层层保护，使得侵入的电压始终在安全的，电子设备可以承受的范围之内。

第五，接地。接地是分流直击雷电和电磁能量的有效手段，同时，也是电位均衡补偿的系统基础。通过接地的方法，可以使得雷电产生的雷电感应，向大地进行释放，保护建筑物、人员以及电子设备的安全，从而使得电子设备可以正常的运行，保护电子信息系统不受到雷电的干扰。对于一个完整的电子信息系统，应当设置专门用于疏导雷电流的引下线。如果只有一根引下线，来引导全部的雷电流，那么当避雷针在疏导雷电时，虽然引下线本身的电阻力极其小，但是对于比较强大的雷电流来说，也会在引下线的两端产生很大的电位。同时，作为疏导雷电的引下线，应当尽量少的产生弯曲情况，如果受到外界情况影响，不得不弯曲时，也应当尽量避免弯曲角度过大，以免受到雷电直击增加电阻。此外，在设置引下线的时候，应当严格按照相关的规范和标准进行设置，数量和间距都需要根据电子信息系统的实际情况进行调整。

此外，地铁的电子信息系统相对来说线路更长、环节更多，因此，进行地铁电子信息系统的防雷电工作是一个系统的工程，任何一个单一的措施起到的防护作用都是不全面的，正确而有效的做法，首先是需要对防雷保护的电子信息系统进行详细的检查和分析，根据电子信息系统的实际情况制定相应的技术方案，并依照国家及相关行业的标准和规范，进行规范化、科学化的工程设计。在这个过程中，应当从整体到局部，从内部防雷到外部防雷等方面综合考虑，进行电子信息系统的防雷设计，在施工过程中，也应当严格按照标准进行施工操作。可以把几个防雷电的措施结合起来，综合应用。除了要进行有效的拦截和良好的屏蔽，也需要做到均衡连接，合理接地，并对于容易受到电磁能量影响的所有通道，除了合理布线和严密的屏蔽外，还需要加入避雷装置，堵截雷电过电压的通道。

结束语

随着科学技术的不断发展与进步，电子信息系统在地铁中的应用也是大势所趋。对于地铁的电子信息系统进行雷电防护，是保证地铁正常运行的基本举措，应该受到更多的重视。而且由于地铁的电子信息系统结构复杂，电子设备众多，因此，对于地铁的电子信息系统进行雷电防护是一项复杂的工程，必须根据实际情况，进行全面合理的设计，才能达到雷电防护的效果，从而减少电子信息系统受到雷电影响的几率，确保电子信息系统有序运行，更好的为人们的出行带来便利。