(中国铁路北京局集团有限公司北京电务段 北京 100069)
摘要:雷电危害是影响铁路信号质量的关键因素,本文首先对铁路信号设备容易受到的雷电危害进行了研究总结,并针对当前铁路工程建设的实际需要,制定了提升铁路信号雷电危害处理水平的策略,对提高铁路信号设备的综合性建设水平,具有十分重要的意义。
关键词:铁路;信号设备;雷电;危害;防护
引言
铁路信号设备必须有效的规避雷电恶劣天气的影响,才可以充分发挥自身的重要作用。因此,强化对铁路信号设备雷电危害情况的关注,并制定相关的雷电危害防护策略,是很多铁路信号领域专业技术人员重点关注的问题。
1概述
伴随着我国铁路的飞速发展,为确保行车安全、提高运输效率,铁道信号设备也有了突飞猛进的发展。十几年来,以计算机技术为代表的微电子设备大量应用,使信号设备的核心技术有了质的飞越。由于微电子设备是弱电环境工作,容易受电磁脉冲干扰,甚至被击穿损毁。一些微电子器件工作电压仅几伏,传递信息电流小至微安级,对外界的干扰极其敏感,而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重。尽管电子盒在设计、生产过程有屏蔽防护,但其成品抗干扰能力依然很弱,需要对系统进行整体防护。过去为继电设备设计的防雷系统无法满足新的要求,本文尝试论述新的防雷技术在铁道信号领域的运用作一些探索。
2铁路信号设备雷电危害及防护存在的问题
2.1室内防雷技术方案不够成熟
室内防雷技术是决定铁路信号设备质量防护水平的重要因素。但是,从现有的室内防雷技术方案建设角度来看,室内信号所受到的雷电干扰情况无法实现完整全面的分析,防雷袭击技术的应用难以全面的适应屏蔽技术的应用需要,难以为室内防雷技术的完全改进提供帮助。部分室内防雷技术的设计对于防护关键点的重视程度不足,在制定电源防护技术应用方案的过程中,并没有将多级防护作为主要技术手段,造成终端电子设备的应用价值无法得到充分的显现。部分室内防雷技术的设计对于故障报警机制的建设完整性缺乏足够的关注,尤其对于雷电计数情况的准确性缺乏有效的考察,导致信道的运维技术无法得到成熟化改进,难以为室内防雷技术的优化提供必要支持。一些室内防雷技术在设计的初始阶段,并没有针对铁路路网运行的各方面需求进行完整的分析,各类技术保障体系的建设难以具备足够的全面性,这就使得铁路信号所受到的干扰及其危害严重性无法得到精准的判断,相关室内防雷技术方案的建设也难以适应信号质量控制的具体需要。
2.2电磁感应对于铁路信号系统产生的影响
铁路信号系统在进行信号的传输时有一定的概率会被雷电侵扰,一旦系统被侵扰就会导致系统的正常运行受到影响。一般而言系统被雷电侵扰的原因都是因为系统的线路以及设备在连接上存在了故障。感应雷主要是指云层以及带电云层间的放电,感应雷并非直接对地面放点,而是通过在电源、相关数据线等这些相关设备上产生感应过压电,形成电磁感应,从而造成危害的发生。感应雷会从埋存在地下的电力线缆、或是传输信号线路入侵到信号设备中,这样线路终端电子设备便会受到损坏。
2.3防雷设备的安装质量较差
铁路信号的防雷设备具备一定的技术要求,如果不能保证防雷设备的安装质量,则无法为铁路信号设备提供理想的防雷保护。现有的一些防雷设备在安装的过程中,对于不同类型防雷设备所占比例缺乏有效的考察分析,缺乏对不同种类防雷设备整合应用效果的研究,无法在设备安装策略设计方面得到改进。一些防雷设备的安装人员对于避雷针的应用情况分析不够全面,并没有从安装便捷性和使用性价比的角度制定防雷设备的应用方案,难以为防雷设备安装质量的改进提供帮助。
一些避雷针安装方案的设计对于零部件搭配的便捷性缺乏必要的分析,基础性安装技术的成本构成情况没有进行科学的总结分析,导致避雷针装置的防雷效果预测难以在充足的资料保证下予以推进,难以为防雷设备安全的有效控制提供帮助。
一些防雷设备的安装对于避雷针与避雷线的差异分析不够充分,造成防雷设备的安装无法结合铁路信号设备的实际防雷需求进行零件的科学选择,难以在提高防雷设备安装质量方面取得进展。
3提高铁路信号设备雷电危害及防护质量的具体策略
3.1提高防雷设备的安装工作质量
防雷设备安装方案的制定是影响设备使用性能及成本控制水平的关键因素。技术人员在制定防雷设备安装的具体策略过程中,要加强对设备运行情况的监督检查,针对铁路信号设备的使用需求,对防雷设备安装的技术方案加以构建,使防雷设备的安装可以完整的适应防雷技术应用的实际需求,更好的提升雷电危害因素的防控水平。技术人员在制定防雷设备安装技术方案过程中,务必加强对避雷针装置和避雷线装置的研究,尤其要对两种类型装置的搭配应用特征加以分析,使防雷设备的组合安装策略能够得到更加合理的构建,在提升铁路信号设备防雷质量的同时,有效的实践对基础性设备成本的控制。
要将避雷针装置作为铁路信号防雷设备的主要组成因素,尤其要对防雷设备的保护范围进行明确识别和正确设计,以便防雷装置的应用可以凭借正确的技术选择实现对防雷设备选择方案的正确制定。
3.2完善接地系统
信号设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线,上述地线均由共用接地系统的地网引出;室内信号设备的接地装置应构成网状(地网);接地导线上严禁设置开关、熔断器或断路器。地网由各接地体、建筑物四周的环形接地装置相互连接构成。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成,应环绕建筑物外墙闭合成环,受条件限制时可敷设成“U形”或“L形”,机械室不是独立建筑、两侧有其他建筑时,在信号楼前后设“一字形”接地装置,但应尽可能沿建筑物周围设置,以便与地网连接的各种引线就近连接。垂直接地体可采用石墨电极、铜包钢、铜材、热镀锌钢材(钢管、圆钢、角钢、扁钢)或其它新型接地材料,电力牵引区段宜采用石墨接地体。
3.3优化室外环境
对于室内环境的优化最主要的目的是为了避免雷击对于室内系统产生影响,具体而言需要对于系统内的设备进行绝缘覆盖式屏蔽,避免了雷电对于系统的影响。此外还可以通过增加导轨的电流传递阻力来达到降低雷击危害的目的。相关的铁路信号工程人员在工作过程中也应当建立完善的铁路系统防雷保护措施,对于铁路系统内可能会引起雷击的目标物品及时的进行清理,并且在雷雨天气内应当避免通讯设备的使用。对于一些存放信号设备的箱体应当做好相应的绝缘保护,确保箱体具有较好的电磁屏蔽性能。
机械室可以说是控制铁路运输的一个指挥台,它关系到整个铁路的正常运行与安全,所以机械室的建筑安全是非常重要的,尤其是在雷电的防护措施上,为了保证机械室以及这个铁路系统的正常运行,应该在铁路机械室建筑周围安装防雷措施,以保障铁路指挥系统的正常运行。
结语
雷电因素对铁路信号设备的质量具有严重不良影响,在当前铁路信号设备的建设工作快速推进的情况下,加强对雷电危害问题的关注,并制定铁路信号设备雷电危害控制策略,是很多铁路信号设备运维人员重点关注的问题。
参考文献:
[1]解瑞.浅析铁路信号设备雷电危害及防护[J].微计算机信息,2014(4):37~38.
[2]杜明阳.浅析铁路信号设备雷电危害及防护[J].城市建设理论研究:电子版,2014(30):46~47.
[3]李永毅,傅茂金,邱传睿.铁路信号设备的雷电综合防护体系[J].铁道通信信号,2005,41(9):1~3.
[4]林斌.铁路信号设备的雷电综合防护体系初探[J].科技与创新,2014(6):34.