天津市防雷技术中心天津300074
摘要：随着社会经济不断的发展，铁路提速技术不断提高，铁路信号系统趋于复杂化、电子化的方向发展。因为雷电事故时常的发生，长给铁路信号设备造成故障，影响铁路信号系统安全的使用，使得诸多的设备隐患存在。所以，如何做好设备防雷技术是铁路信号系统维护的主要课题，在当前经济高速发展的时代，加强铁路信号设备防护，对提升铁路信号系统稳定性有着重要意义。下面就对铁路信号设备系统防雷进行探讨。
关键词：铁路工程；信号设备；系统防雷
前言
通常来讲，铁路信号系统是由多种机电设备组成的复杂控制系统，对铁路运行的安全、高效、快捷起着至关重要作用。雷电是发生在大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象，雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一，雷电感应是雷电放电的强大电磁场在邻近铁路信号系统导线或系统设备内产生的电磁感应脉冲，该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不太高，但由于现代铁路信号系统设备采用了大量微电子设备，微电子设备耐过电压和过电流的能力很低，雷电感应引起的电磁感应脉冲可以造成雷害。信号设备是铁路运输的耳目，对行车安全关系很大。为了更好的确保铁路信号系统的稳定性，保障铁路安全、高效运行，因此加强对于铁路信号系统防雷技术的研究是十分必要的。
1雷电对铁路信号设备产生的危害分析
1.1电磁脉冲影响。在铁路信号设备的运行过程中如铁路信号设备周边的建筑遭到雷击，雷电所含有的超高压在击中周边建筑时会向周边产生较强的电磁脉冲，这些电磁脉冲冲击铁路信号设备会在铁路信号设备中产生过电压或是过电流从而导致铁路信号设备故障或是损坏，影响铁路信号设备的正常运行。
1.2电磁感应。在雷雨天时，雷电在雷云中或是放电之时，户外的电力线、信号线等会处在一个强磁场内从而在电力线、信号线中产生电磁感应电流，这些感应电流通过线缆进入到铁路信号设备的终端从而会对铁路信号设备的正常使用造成严重的影响。
1.3冲击波。在铁路信号设备的运行过程中如防雷装置未能产生效果将会导致雷电侵入到铁路信号设备中，雷电所具有的高波幅值会导致变压器的初、次级绕组过载击穿从而导致雷电侵入到交流低压电源中，雷电所形成的冲击波会对低压侧的铁路信号设备造成损坏。当雷电所形成的冲击波电压幅度较低时其侵入到线路时会被变压器的初、次级回路所阻隔从而使得雷电冲击波通过变压器的绕组间的分布电容耦合的形式侵入到低压系统中并在铁路信号设备电源系统中形成过电流和过电压损害。
1.4雷电浪涌。在铁路信号设备运行时，周边范围内所产生的雷电会导致铁路信号设备的通信线路中产生感应电流浪涌，相较于直接雷击雷电浪涌更难防护，为更好的保护铁路信号设备需要加强对于铁路信号设备防雷措施的研究。
1.5直接雷击。直接雷击指的是雷电直接击中钢轨或是与其相连的其他建筑从而使得雷电直接作用在铁路信号设备的信号传输线路中的一种电击。
1.6雷电对铁路信号设备所造成的危害。雷电对于铁路信号设备所造成的危害主要分为直接雷击和感应雷击两大类，其中当铁路信号设备直接遭到雷电袭击时，雷电所具有的超高压及大量的电流涌入地下时会在雷击点附近形成极高的对地电压，此外，雷电巨大的电流会对铁路信号设备产生巨大的损坏。感应雷击时，铁路信号设备线路中所产生的过电压、过电流等会对铁路信号设备系统中的电子设备造成极大的损坏，相较于直接雷击所造成的影响，感应雷击在过电流、过电压方面都要小得多损坏也较轻但是不同与直接雷击，感应雷击所发生的机率要更高，此外，感应雷击多发生在带电云层的范围内且其所产使得过电压、过电流会通过电缆、通信线等向周边扩散从而造成较大的影响范围。
大秦铁路是我国重要的煤炭运输线路，近些年来在铁路信号设备大量运用微电子控制设备以提高铁路信号设备控制的准确性与高效性。在铁路信号设备的防雷保护上均采用了天网、地网、微机控制室电磁屏蔽、综合接地以及信号防雷电系统等的防护措施，取得了一定的防雷效果但是室内的微电子控制设备的雷击损坏现象仍时有发生通过分析造成这一现象的主要原因是地电位反击和感应电侵入所造成的。为做好对于铁路信号设备的防雷保护需要从以下几个方面入手：（1）对于铁路信号机械室需要采用法拉第笼来完成对于雷电电磁信号的屏蔽，在铁路信号机械室的法拉第笼的建立过程中，可以通过采用屋顶雷电避雷网、避雷带以及接电系统等几部分组成，通过对铁路信号机械室构建完善的法拉第笼能够有效的完成对于雷电所引起的电磁感应的屏蔽。确保铁路信号设备的正常使用。（2）针对雷电所引起的地电位反击问题关键是要做好铁路信号机械室的“等电位”，在铁路信号机械室内存在多类接地系统在遭受雷电冲击时接地电阻存在不均衡问题会导致地电位差从而导致“地电位反击”，因此应当做好铁路信号机械室内的地网的设置，通过在铁路信号机械室内设置单独接地系统，从而将铁路信号机械室的接地系统与综合接地系统隔离开来，单独接地系统与综合接地系统之间的距离应当设置为20米以上。
在铁路信号设备的防雷保护中应当加强对于室外铁路信号设备直击雷防护和防雷屏蔽，在铁路室外信号设备的箱、盒、柜等壳体都应当具备良好的电气贯通和电磁屏蔽能力。此外，在铁路信号设备接地汇集线的等电位连接时对于铁路信号机械室内的控制台、继电器室以及机房电源等所形成的接地汇集线接线时可以按照条形、环形或是网格形等进行连接，需要注意的是在构成环形接地线时不得形成闭合回路，对于铁路信号机械室内的电源走线架、组合架、控制台、机柜等的设备在设置时需要做好与墙体、地面的绝缘设置，对于铁路信号机械室内的防雷接地为避免周边建筑防雷接地所造成的影响可以单独设置基地线来与其他建筑的综合接地线进行隔离，以免造成地电位差。在构建法拉第笼的过程中，构建在信号顶面和四周中主要使用导电良好的镀锌铜条为主要材质来进行地网的构建，针对铁路信号机械室内所具有的大量的微电子设备，做好对其防雷保护所采用的屏蔽网其网格的规格应当控制在3m×3m的规格范围内，在地网的各处所使用的均压环需要进行等电位连接。在等电位连接中，铁路信号机械室内的各种设备都需要与地栅进行连接从而构建起一种不规则的法拉第笼，形成这种不规则的法拉第笼能够使其具有良好的防雷屏蔽效果，在雷雨天气中，地网将所接收到的雷电电流导入地下，从而在接地体周边形成放射状的点电位采用等电位连接可以有效的降低此种危害现象所造成的影响。此外，在铁路信号机械室的防雷保护中应当对各设备加装电流保护器件，避免雷电在信号系统中所形成的浪涌电压所形成的电流涌入到铁路信号机械室中对机械室内的各微电子设备造成影响。
对于铁路信号设备应当设置专用防雷保安器，铁路信号设备的电源系统中的电务综合开关箱的输入端应当设置一级电源防雷箱，对于电源屏电源输入端则采用二级防雷箱来进行设置，对于铁路信号设备中的信号机的防雷应当在各信号机的进出线应当在各线接线排相应的端子上加装防雷保安器以实现对于铁路信号设备的纵向防护。对于铁路信号设备中的轨道电路的铁路信号机械室内送受电端加装防雷保安器以实现对于铁路信号设备中轨道电源的防雷保护。
结束语
综上所述，雷电是影响铁路信号设备正常运行的重要影响因素之一。做好雷电的防护应当引起足够的重视。因此，本文在分析雷电对铁路信号设备所造成的影响的基础上对如何做好铁路信号设备的雷电防护进行了分析阐述。
参考文献
[1]王志维.车站信号设备综合防雷系统工程设计的探讨[J].铁道通信信号.2006.
[2]万家驹.高频信号防雷保护器的发展及应用[J].通信世界.2010（06）.