李小娟

摘 要：鐵路信號(hào)設(shè)備是組織列車運(yùn)行、保證行車安全、提高運(yùn)輸效率、傳遞信息、改善行車人員勞動(dòng)條件的關(guān)鍵性設(shè)備，因此，保證鐵路信號(hào)設(shè)備的安全性及可靠性是一項(xiàng)重要工作。隨著科技的進(jìn)步，鐵路信號(hào)設(shè)備多采用調(diào)度集中、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制、微機(jī)監(jiān)測(cè)等電子、微電子設(shè)備，但由于這些設(shè)備的耐過(guò)壓能力有限，一旦遭遇雷雨天氣，受到雷電高壓入侵，雷電所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)及熱效應(yīng)都會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備造成損害，從而影響到列車的安全運(yùn)行。因此，對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備來(lái)說(shuō)，采用一定的技術(shù)手段進(jìn)行雷害防護(hù)顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)設(shè)備；雷害；雷害防護(hù)

一、雷害

由于暖濕空氣的劇烈運(yùn)動(dòng)，天空中的云層可以帶電。帶異性電荷的雷云間會(huì)發(fā)生云間放電，天空中的雷云也會(huì)對(duì)大地放電，以達(dá)到中和云層中電荷的目的。帶電雷云放電這一極普通的自然現(xiàn)象即為雷電。相對(duì)于雷云之間的放電來(lái)說(shuō)，雷云對(duì)地的放電會(huì)對(duì)地面物體產(chǎn)生更大的危害性。根據(jù)雷電侵入信號(hào)設(shè)備的方式，雷電分為直擊雷、雷電電磁脈沖感應(yīng)、雷電波侵入、球雷四種。

1、直擊雷

直擊雷是直接擊在室外信號(hào)設(shè)備、架空線等物體上并流入大地的雷擊。直擊雷擊中的物體會(huì)產(chǎn)生高電壓，引起過(guò)電流，流過(guò)的雷電電流高達(dá)幾十千安甚至幾百千安，會(huì)對(duì)室外信號(hào)設(shè)備、架空線等產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。一般來(lái)說(shuō)，室內(nèi)信號(hào)設(shè)備不會(huì)遭直擊雷侵害。

2、雷電電磁脈沖感應(yīng)

雷電電磁脈沖感應(yīng)即感應(yīng)雷，是由于雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大電場(chǎng)和磁場(chǎng)變化而引起的。雷電電磁脈沖感應(yīng)會(huì)造成金屬部件之間產(chǎn)生電火花放電。當(dāng)室外信號(hào)設(shè)備、架空線等遭受到直擊雷或是信號(hào)設(shè)備、架空線等物體附近遭受到直擊雷時(shí)，會(huì)在信號(hào)設(shè)備、架空線等物體內(nèi)的金屬部件上感應(yīng)出高電壓和過(guò)電流，從而對(duì)信號(hào)設(shè)備、架空線等造成損害。

3、雷電波侵入

當(dāng)雷電直接擊中室外信號(hào)設(shè)備、架空線等或擊中信號(hào)設(shè)備、架空線等物體附近時(shí)，由于雷電電磁波的感應(yīng)，會(huì)在信號(hào)設(shè)備、架空線等物體內(nèi)的金屬部件上感應(yīng)出高電壓和過(guò)電流。若這一高電壓、過(guò)電流沿著金屬部件傳入室內(nèi)，會(huì)對(duì)室內(nèi)信號(hào)設(shè)備及人身安全造成傷害。這一侵入方式就叫作雷電波侵入。

4、球雷

球雷常沿地面滾動(dòng)或在空氣中飄動(dòng)，能通過(guò)門(mén)、窗或其它縫隙進(jìn)入室內(nèi)，會(huì)在室內(nèi)無(wú)聲消失或是引起劇烈爆炸，亦會(huì)對(duì)室內(nèi)信號(hào)設(shè)備及人身安全造成傷害。

二、雷電侵入信號(hào)設(shè)備的途徑

各種信號(hào)設(shè)備，由于產(chǎn)生作用不同，工作所需條件亦不同，所以受到雷電侵襲的途徑也是各異的。雷電對(duì)信號(hào)設(shè)備的攻擊對(duì)象主要包括信號(hào)交流電源線、軌道電路、電纜。當(dāng)信號(hào)設(shè)備被雷擊后，有可能會(huì)出現(xiàn)區(qū)間信號(hào)機(jī)燈光錯(cuò)誤顯示，軌道電路出現(xiàn)閃紅，聯(lián)鎖顯示器出現(xiàn)黑屏，電源屏停電，道岔錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換，進(jìn)路錯(cuò)誤解鎖等故障，影響列車正常運(yùn)行。

1、由信號(hào)交流電源線侵入

雷電沖擊波侵入交流電源線，產(chǎn)生的高壓電傳至高壓變壓器，若該高壓變壓器未裝設(shè)避雷設(shè)備或設(shè)備失效，會(huì)將其高、低壓間的絕緣擊穿，高壓輸電線上的雷電壓就直接加到了信號(hào)交流電源線中，從而傳輸給低壓側(cè)設(shè)備，對(duì)低壓側(cè)設(shè)備造成侵害，干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。

2、由軌道電路侵入

軌道電路是用鋼軌作為傳輸線來(lái)進(jìn)行信息傳輸?shù)?，而鋼軌一般是高出地面的，很容易遭受到雷擊。?dāng)軌道電路遭受雷擊后，可能造成軌道電路發(fā)送、接收設(shè)備的損壞或是出現(xiàn)紅光帶。

3、由電纜侵入

鐵路信號(hào)室內(nèi)、外設(shè)備通常是通過(guò)電纜連接起來(lái)的，雷電若擊中電纜，電纜會(huì)將高電壓、過(guò)電流通過(guò)電纜傳至室內(nèi)，造成室內(nèi)熔斷器熔斷或斷路器開(kāi)路，室外信號(hào)燈絲斷絲等故障。

三、鐵路信號(hào)設(shè)備防雷

1、防雷原件

目前使用的防雷原件主要有金屬陶瓷放電管、防雷變壓器、金屬氧化物壓敏電阻器、瞬態(tài)電壓抑制器。金屬陶瓷放電管平常不導(dǎo)電。當(dāng)雷電的過(guò)電壓將其擊穿后，通過(guò)金屬陶瓷放電管放電，雷電過(guò)電壓消失后恢復(fù)常態(tài)。金屬陶瓷放電管主要用于信號(hào)設(shè)備防雷電路粗保護(hù)環(huán)節(jié)。防雷變壓器采用了靜電屏蔽接地措施。它主要是在變壓器初級(jí)與次級(jí)之間接入了面積足夠大的金屬體作為屏蔽體，當(dāng)雷電的過(guò)電壓經(jīng)變壓器時(shí)，過(guò)電壓會(huì)通過(guò)金屬板屏蔽進(jìn)入大地，從而起到防雷作用。金屬氧化物壓敏電阻器主要以氧化鋅為主。正常情況下，壓敏電阻呈現(xiàn)高阻值。當(dāng)雷電入侵時(shí)，壓敏電阻呈低阻，過(guò)電壓會(huì)被抑制，從而起到過(guò)壓保護(hù)作用。一般作為電子設(shè)備和電磁設(shè)備的防雷原件。瞬態(tài)電壓抑制器是一種二極管。正常情況下，瞬態(tài)電壓抑制器呈高阻，對(duì)電路沒(méi)有影響。當(dāng)產(chǎn)生雷電過(guò)電壓時(shí)，瞬態(tài)電壓抑制器導(dǎo)通，會(huì)將過(guò)電壓限制到一定值，起到保護(hù)信號(hào)設(shè)備的作用。瞬態(tài)電壓抑制器可作為雷電的細(xì)保護(hù)，主要適用于電子設(shè)備防雷。

近幾年鐵路信號(hào)防雷中使用較廣泛的防雷裝置是防雷保安器，又稱浪涌保護(hù)器。防雷保安器是一種用防雷原件或防雷原件組合制作而成的全封閉模塊，其安全性與可靠性更高。

2、鐵路信號(hào)設(shè)備防雷原則

防雷裝置和被防護(hù)設(shè)備之間的絕緣要匹配，將雷電過(guò)電壓限制到被保護(hù)的沖擊耐壓以下。正常情況下，防雷裝置不能影響被防護(hù)設(shè)備的正常工作；當(dāng)受到雷電侵襲時(shí)，保證信號(hào)設(shè)備能正常動(dòng)作。若采用多級(jí)防護(hù)時(shí)，各級(jí)防雷原件之間要合理配置。

3、防雷措施

鐵路信號(hào)防雷系統(tǒng)包括設(shè)備外部及內(nèi)部雷電防護(hù)措施。其中外部雷電防護(hù)措施主要是為防御直擊雷所設(shè)置的，主要包括接閃器（避雷帶、網(wǎng)）、引下線、共用接地系統(tǒng)。內(nèi)部雷電防護(hù)措施主要是為雷電流所產(chǎn)生的電磁傷害效應(yīng)而設(shè)置的，包括室外電纜進(jìn)戶屏蔽、電子設(shè)備機(jī)房法拉第籠、安裝防雷單元、布線、室內(nèi)等電位連接、共用接地系統(tǒng)。

4、防雷的日常維護(hù)

信號(hào)設(shè)備防雷裝置維護(hù)分為周期性維護(hù)和日常性維護(hù)。周期性維護(hù)的周期為一年。周期性維護(hù)時(shí)，有劣化指示和報(bào)警功能的防雷保安器實(shí)行故障修，其它防雷保安器等防雷裝置應(yīng)在每年的雷雨季節(jié)前進(jìn)行一次檢測(cè)。日常性維護(hù)應(yīng)在每次雷擊后進(jìn)行。雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，要增加防雷裝置的檢測(cè)次數(shù)。納入微機(jī)監(jiān)測(cè)的防雷保安器實(shí)現(xiàn)免維護(hù)；需要日常檢查測(cè)試的，使用專用的儀器、儀表，嚴(yán)格按照供貨企業(yè)提供的測(cè)試方法及測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)試。

四、總結(jié)

防雷工作對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備而言，是一項(xiàng)重要的長(zhǎng)期工作。隨著科技的發(fā)展，信號(hào)設(shè)備的電子化、智能化程度提高，對(duì)防雷裝置的要求也相應(yīng)提高。所以，工作人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)防雷相關(guān)文件，嚴(yán)格按照《維規(guī)（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）》的要求進(jìn)行防雷管理與維護(hù)，使防雷工作落到實(shí)處，從而使鐵路信號(hào)設(shè)備正常、穩(wěn)定工作，確保運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

參考文獻(xiàn)

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