林斌

摘 要：从雷电对铁路信号设备的危害和防雷的必要性着手，并在此基础上对铁路信号设备的雷电综合防护体系进行了研究，期望能够对提高铁路运输的安全性和可靠性有所帮助。

关键词：铁路；信号设备；雷击；防雷

中图分类号：U284.93 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0034-02

1 雷电的危害及防雷的必要性分析

1.1 雷电对铁路信号设备的危害

雷电是一种比较常见的自然现象，雷电放电的过程会对铁路信号设备造成一定的危害。雷电灾害的形式大体上可分为以下几种类型。

1.1.1 直击雷的危害

直击雷具体是指雷电对铁路信号系统造成的直接电击现象，例如钢轨、信号传输线路等。通常情况下，铁路信号系统遭受直击雷的概率相对较低，但是由于信号系统中包含了大量的微电子设备，这些设备抵御直击雷的能力较差，有些设备甚至不具备防御直击雷的能力，如果铁路信号一旦遭受直击雷，便很容易出现损坏，由此会引起整个信号系统的瘫痪，给铁路运行带来严重的安全隐患和事故，后果不堪设想。

1.1.2 感应雷的危害

在雷电放电过程中，会形成电磁感应，其会从埋设在地下的电力线缆、传输信号线路侵入到信号设备当中，这样便会引起线路终端的电子设备损坏。

1.1.3 雷电浪涌的危害

雷电浪涌是目前国内铁路信号设备遭受雷击最为常见的形式之一，其会对信号设备中的微电子设备造成干扰，从而影响正常通讯。

1.1.4 雷电冲击波的危害

雷电冲击波会侵入到信号设备的高压线、供电系统和变压器等设备当中，从而导致这些设备损坏。由于冲击波本身的电压较高，信号设备基本上无法承受这样高的电压，所以冲击波对信号设备的危害非常严重。

1.2 铁路信号设备防雷的必要性

目前，国内的铁路运输业正逐步朝着高速度、重载方向发展，铁路信号系统的结构也日趋复杂化，其中的信号设备越来越多且也越来越精密，这使得设备对雷电的敏感性进一步提高，从而导致铁路信号事故频发。例如，2011-04，北京地铁10号线的地面信号设备遭雷击，导致一块电路板被击穿，致使区段信号故障，对列车的正常运行造成影响；2011-07，发生了震惊全国的温州特大动车事故，经查明引起该事故的主要原因是铁路信号系统遭受雷击，从而使得本应显示为红灯的区间信号机出错，显示为绿灯。据有关调查统计数据结果显示，每10次雷击事故中3次是在雷电破坏铁路信号设备的情况下发生的。鉴于此，必须采取有效地措施，加强铁路信号设备的防雷性，确保铁路信号系统稳定运行，这对于确保铁路列车的安全、可靠运行具有非常重要的现实意义。

2 雷电综合防护体系研究

铁路信号设备防雷是一项较为系统且复杂的工程，想要达到预期中的防雷效果，就必须构建起一个完善的雷电综合防护体系，下文就此展开详细论述。

2.1 体系构建的前期准备工作

在构建铁路信号设备雷电综合防护体系之前，应当遵循“预防为主、防治结合、安全第一”的指导原则，并保证防雷综合体系具有一定的科学性和先进性。为此，应当做好现场雷电环境评估工作，具体可从以下几个方面着手：①充分调查铁路信号设备所在地的地理、气候、环境和雷电活动规律，并在此基础上有针对性地采取相应的防护措施；②遵循全面规划、综合治理、技术先进、优化设计和多重保护的原则，采用直击雷防护与间接雷防护相结合的综合防护技术，对综合防护体系进行设计；③铁路信号设备应当按照其所在地区的雷电等级和信号系统，对雷电脉冲的抗干扰程度采取相应的防护措施，并按照不同的条件，选择不同的防雷材料。

2.2 信号设备对防雷保护的基本要求

在铁路系统中，信号设备是确保铁路运输安全、稳定、可靠的重要设备之一，因此，其雷电防护设备的要求相对比较严格。在构建防雷综合体系时，应当满足以下几点要求：①防雷设备接入到铁路信号设备之后，不得影响信号设备的正常运行，也不可以改变原设备的性能，比如输出功率、接收信号灵敏度、回路阻抗等。此外，还应当确保信号设备在遭受雷击时，不影响列车运行的安全性，要尽可能保证信号设备的不间断使用。②应当确保防雷设备的放电特性与被保护的信号设备的绝缘耐压水平相匹配，并且要留有一定的裕度，借此来使信号设备获得更加可靠的防雷保护。③当信号设备采用多级防雷措施时，必须确保各级防雷设备逐级工作，使达到有效抑制雷电过电压的目的。通常情况下，上一级可采用通流容量大、启动速度快的防雷装置，这样能够使大部分雷电流泄入到大地当中。例如，室内信号设备电源馈线的防雷可分为两级，前级防雷装置可以安装在室内外的交界处，并确保装置具有足够大的通流容量，而在靠近被保护设备的位置处则可另外设置一级电源防护，当雷电侵入时，两级保护应当逐级启动，以此来达到预防雷击的目的。

2.3 信号设备防雷措施

2.3.1 直击雷的防护

对于铁路信号设备来说，接闪器是防护直击雷最为有效的措施之一，也就是我们通常所说的避雷针。如果将避雷针安装在信号楼的顶部，会增大引雷的概率。为此，信号楼防止直击雷可以采用避雷网作为接闪器，这样能够保护信号系统免受雷击危害。

2.3.2 感应雷的防护

由于信号系统中的弱电设备对周围空间当中的电磁场变化较为敏感，这在一定程度上增大了感应雷对信号设备的威胁，为此，必须做好信号楼的内部防护工作。由于铁路信号楼的雷电脉冲防护等级一般为B级，所以，可按照第二类防雷防护建筑物进行具体的防雷设计，这样能够有效预防感应雷对信号设备的危害。

3 结束语

总之，对于铁路信号设备而言，防雷的重要性不言而喻。而雷电综合防护体系的构建是一项较为复杂且系统的工作，在具体构建的过程中，除了要做好前期准备工作之外，还应严格按照信号设备的要求，选择与之相匹配的防雷措施。只有这样，才能确保铁路信号系统安全、稳定、可靠运行，从而提高铁路运输的安全性。

参考文献

[1]陈建译.京广南段车站信号设备的系统防雷研究与实践[J].中国铁路，2010（04）.

[2]谢永超.铁路站场通信系统雷电防护方案的研究[J].自动化技术与应用，2011（02）.

〔编辑：李珏〕