中国铁路呼和浩特局集团公司包头电务段 内蒙古包头市 014040
摘要：本文针对铁路信号设备受到雷电破坏的途径进行分析，包括设备直接遭遇到雷击、感应雷的负面影响、雷放电效应的影响等，通过研究系统建立前的准备工作、进行防雷设备的安装、做好室内防雷工作、室外设备防雷处理、感应雷的防护工作、做好接地系统设置、信号线路的布局优化等内容，其目的在于提升铁路信号设备的防雷性能，延长铁路信号设备的使用寿命。
关键词：感应雷；铁路信号设备；雷放电效应；雷电综合防护体系
铁路作为进行中长距离交通运输的重要载体，其运行过程中的动力来源主要为电能。因为所处工作环境主要集中在室外，加上动力来源为电能，在遇到雷电天气时，铁路信号设备非常容易被雷电击中，威胁到列车行驶的安全性。因此，需要结合实际情况构建雷电综合防护体系，从而提高铁路信号设备运行过程的稳定性，降低安全事故的发生几率。
1铁路信号设备受到雷电破坏的途径
1.1设备直接遭遇到雷击
铁路信号设备主要负责列车运行信号的接收和传递，大部分信号设备工作环境都位于户外，并且其架设位置相对较高，很容易成为雷电的直击目标。铁路信号设备都是依靠电能驱动的设备，雷电自身蕴含着非常高的电压量，设备在遇到雷击之后，雷电携带的超高电压量会通过输电线路迅速蔓延，从而给信号设备造成巨大的损伤。最常见的损伤表现形式便是设别零件出现烧坏的情况，严重时还会引起设备爆炸的情况出现。
1.2感应雷的负面影响
相比于雷电直接击中铁路信号设备，感应雷电的放电模式存在着不同，在自然条件下，携带电荷的云层在接触的过程中会产生放电过程，同时还会导致感应雷情况的出现。直击雷直接作用于地面上某一位置的信号设备，而感应雷则则会对区域范围内的设备电源和输电线路产生影响，即在感应雷影响下，线路会设备中会出现感应过压点电，随后设备内会形成电子感应现象，电子感应产生的能量相对较大，会通过电缆直接入侵到其他信号设备中，导致终端出现烧坏的情况。
1.3雷放电效应的影响
根据电磁感应理论可以得知，雷电在对外释放电能的同时，与之相邻的导体结构或设备会出现静电感应现象。所产生的静电感应强度和雷电距离、雷电产生的电能数值大小有着直接联系。在持续雷电天气中，静电感应强度也会不断累积，在累积量超过某一允许数值之后，导体结构表面也会出现放电现象，若信号设备传输线路内存在着破损，那么会在该位置发生局部发电现象，从而增加通信设备运行出现断路或的短路问题的几率，影响到列车行进过程的安全性[1]。
2铁路信号设备雷电综合防护体系构建要点
2.1系统建立前的准备工作
铁路系统在制定雷电综合防护体系时应严格按照以“预防工作为主，防治结合、安全第一”的政策为导向，不断加强和完善铁路信号设备的综合防护体系，并做好对铁路信号设备在雷电环境的评价工作。（1）做好对铁路信号设备所处环境的气候变化、地质环境以及雷电活动范围的排查工作，通过对信号设备所处环境的了解制定出切实有效的雷电防护措施。（2）在设计铁路信号设备综合防护体系时，首先应按照综合防护体系在前期当中的统筹划，中期的综合治理以及后期当中的多重保护措施，来对设计方案和技术的应用进行优化和更新，通过铁路信号设备预防直击雷与间接雷的综合防护技术，来制定完善有效的铁路信号设备综合防护体系。（3）在制定铁路信号设备雷电脉冲抗干扰防护措施时，应充分考虑信号系统在该地区的接收能力和雷电的等级要求。并按照当地条件要求有针对性的选择和使用防雷材料[2]。
2.2进行防雷设备的安装
在防雷综合体系组建的过程中，防雷设备的安装属于基础性工作内容。结合以往的安装施工经验，目前常用的防雷设备包括避雷针、避雷天线、避雷网等。
求中避雷针因应用成本低、安装施工便捷度高等应用优势，在雷电天气密集度较低的区域适用性较强，能够在保护信号设备运行稳定性的基础上，减少施工成本和维护成本的投入。避雷天线的防雷效果较高，但是防雷范围较小，只适用于部分特定建筑物信号设备的保护。避雷网则属于综合性能较强的防雷装置，造成成本和安装复杂程度较高，一般应用在特殊设备的保护中[3]。
2.3做好室内防雷工作
在上文中已经提到，铁路信号设备的工作环境主要集中在户外，主要负责信号的传递与接收，而主控制系统则集中在建筑物内，因设备聚集度高、功能属性高，做好室内防雷工作也是非常重要的应用内容。在实际应用中，第一，对于室内信号设备进行接地处理，将接地线对接到设备金属外壳上，使其可以将多余电压迅速传输到地下，降低雷击带来的影响。第二，在线路中安装电压保护装置，并且将装置于和提前布置好的接地线关联在一起，从而起到保护线路的作用。
2.4室外设备防雷处理
进行室外设备防雷处理作为防雷综合体系建立的重要内容，该部分内容建立的可靠性也将直接影响到设备运行安全性。在具体应用中，首先，可以在线路中安装电压保护装置，如绝缘子、阻断器等装置，其作用是在设备遇到过载电流后，可以降低问题的影响范围，提高线路运行的安全性。其次，做好接地线安装工作，将接地线对接到设备金属外壳上，对于部分设备应设置两条接地线路，起到保护线路运行的作用。最后，在装置附近设置避雷针装置，使其可以在雷电天气中起到良好地防护作用，从而提高系统运行可靠性。
2.5感应雷的防护工作
在铁路信号系统组成结构中，弱电设备属于重要的组成部分，若区域电磁感应强度出现变化时，那么弱电设备也会形成比较明显的反馈，影响到信号设备的正常运行。对此在感应雷防护工作中，做好弱电设备防雷设置属于核心内容。在实际操作中，需要对信号设备发出的脉冲进行了解，根据了解到的相关内容，对于防护方案进行优化设计，提升防护方案的适用性。需要注意的是，防护设备安装应尽量远离电磁感应强度较高的区域，从而提高设备应用的安全性。
2.6做好接地系统设置
上文中已经简单提到，在防雷综合体系的设计过程中，做好接地系统设置，属于非常基础的应用内容。在具体的设计过程中，需要做好电压屏蔽线、安全接地线、防雷线路的设计工作，并且将室内接地系统布设成网络状，不需要额外设置接地导线开关、导线熔断器、线路断路器等装置，利用接地系统自身性能可满足系统防雷要求。除此之外，在接地系统中还会设置一些水平接地体，将其与接地网关联在一起，从而提高系统的运行效果。
2.7信号线路的布局优化
除了上述防雷应用内容外，信号线路布局优化也属于非常重要的内容，在实际应用中，首先，明确变压器所在位置，合理布设变压器之间的距离，使其可以将高压迅速转换为低压分流出去，起到保护线路的作用。其次，对线路布设间距、线路横截面直径等参数做好设计工作，提高线路应用的稳定性。最后，做好线路定期检修工作，对于线路破损或老化位置进行及时修复，从而提高线路运行过程的可靠性。
结束语
综上所述，信号设备作为维持铁路稳定运行的重要保障，因工作环境主要集中在户外，因此在雷电天气中，很容易遇到雷击事故。通过加强雷电综合防护体系的建立，一方面，能够降低设备与雷电直接或间接接触的几率，确保设备运行的安全性，另一方面，可以提高铁路运行的可靠性，促进铁路行业经济的可持续发展。
参考文献
[1]石鹏.铁路信号设备的雷电综合防护体系探析[J].通讯世界,2019,26 (06):279-280.
[2]苗生宏.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].城市建设理论研究(电子版),2018(16):32-33.
[3]张传岭.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].黑龙江科技信息,2018 (11):86.