铁路通信综合防雷整治施工技术探究

张兴兵

摘要：铁路通信设备在铁路运输系统中起着关键作用。铁路通信信号设备是铁路运输网络的基础，是铁路完成全面、集中、统一引导和管理的主要应用媒介，是保障行车安全、提高运输效率、提升管理能力的核心设施。由于部分通信信号设备安装在室外，增加了遭受雷击的概率，因此对通信信号设备实施全方位的防雷保护意义重大。

关键词：铁路通信；综合防雷；施工技术；

近年来，城市加大了对基础设施建设的重视力度，随着技术的飞速进步，高速铁路的修建规模不断扩展，不仅提高人们的出行效率，缩短了出行时间，而且促进了经济的发展和进步。通讯设备电子化的趋势日趋显著，在铁路中的应用逐渐增多，但是在应用的同时极易受到雷电的冲击和影响。雷电放电产生的电场，可能通过线路传导至电子设备，其电压数值大，易造成设备的破损，如何有效做好防雷工作成为铁路管理人员关注的重点。

一、雷电概述

1.直击雷损害。直击雷的电压最大有效峰值。一般能够达到几万伏更有甚者几百万伏，电流最大有效峰值能够达到几十千安培甚至几百千安培，雷电会直接损害到电气设施，很大的雷电流在数微秒时间里流下地，使地运行电位快速抬高，导致雷击意外突发事故，损害人身和设备安全。

2.传递雷损害。远位置的雷电击中连接线路或者电磁感应形成的超高电压，由室外电源连接线路和信号连接线路传至建筑物内，损害电气设备。雷电击中道路地面物品特别是建筑物时，雷电流泄放过程里经进出建筑物的金属传输管道、电源和信号连接线路向外传递，进而对其他建筑物内部的连接线路及设备设施造成损害。

3.感应雷损害。云层相互之间的频繁对外放电，就会形成超强的电磁波，在电源线和信号线上的信号脉冲电压，最大有效峰值能够达到50 kV。感应入侵的重要渠道，包含供应电源线、联系电话线、有线联网电视、房屋的建筑外墙结构或结构柱子。

二、雷电基本防护控制点

防雷工作可以归结为分流、平均电压、接地和屏蔽等技术的联合体，只有充分考虑这些技术手段，遵照技术规范，才能够达到理想的效果。实际的防雷工作中，要制定合理的防雷方案，全面管理与防护。

1.控制雷击点。设计要依据滚球法，合理选择避雷针，之后进行正确安装，通过避雷针作用于不同的控制点，避免微波塔、天线等设施遭受雷击。

2.正确引导雷电入地网。为了避免雷电流引发侧向跳火，不与周围的设备、电源、信号电缆产生电磁感应，应该使电子设备与雷电流之间保持一定的距离，也可以通过多层屏蔽线路来实现。

3.设置低阻抗地网。将降阻设备、化学地极、铜带联合使用，能够使冲击接地阻值降低，将雷电能量释放至大地。

4.等电位连接。为了避免电位反击现象发生，可采用等电位的连接方式。根据标准和规范的规定，采用联合接地和等电位接地方式连接，避免电位反击所造成的机械设备故障。

5.防护电源浪涌冲击。电源的接线位置设置一些质量过关的电源避雷装置，能够有效抑制雷击浪涌产生的冲击。同时，多利用接地的方式，安装合格的信号避雷器，能够避免雷击浪涌信号进入设备，进而导致设备故障。

三、通信设备雷害的主要产生原因

由于雷电电磁脉冲，导致通信设备在雷电冲击时出现大面积损坏。而雷电电磁脉冲主要包括雷电流和雷电电磁场，这两方面能够在通信设备运行过程中破坏其自身电压稳定性，导致通信设备产生感应电压。

1．感应过电压。由于雷电冲击导致设备自身空间电磁场改变，因此在雷电冲击铁路通信设备时，设备本身会出现电磁感应和静电感应，这两种感应会干扰通信设备稳定运行，长此以往，使得通信设备内部磁场紊乱，加大设备损坏的可能。

2.雷电侵入波。当通信设备所处环境出现雷电侵袭时，设备自身金属管线会受到雷电的影响，出现感应过电压，加上感应过电压携带大量电荷离子，在雷电侵入的同时，电荷离子以波的形式传递到室内，继而损坏电气设备内部元件，影响设备运行安全性。

3.反击过电压。一般来说，雷电冲击具有不确定性，使得通信设备在受到雷电冲击时会出现电位升高的现象，而且通信设备内部电压过高，其在运行过程中受到双重高压干扰，导致通信设备损坏速率大幅度提升。

四、综合防雷基本方法

1.综合防雷系统的组成。雷电综合防护系统通常由建筑物外界防雷、内部防雷和共同使用接地系统几部分构成。外界防雷主要应用在防直击雷，内部防雷系统可以充分降低和预防雷电流在安全保护分布空间内所形成的电磁作用效果。经过在雷电安全保护设备的前部安装设置恰当的避雷器，使设施、连接线路和大地产生了一个等运行电位体。降低和预防雷电流在安全保护分布空间内所形成的电磁作用效果。安全保护举措手段包含等运行电位链接系统、按照区级分设备安装设置了浪涌安全保护器、合理布线设计等项目工程。

2.通信机房建筑内部防雷。通信设施机房内部防雷常用平衡系统运行电位，严格制约过电压振荡幅值，降低和预防雷电流在安全保护分布空间内所形成的电磁感应。主要的专业技术手段有设备接地汇条线、等运行电位连接线、光传输控制电缆外藏及合理布线设计以及增加安装浪涌保护器（SPD），包含电源系统和各类通信设备的安全保护等项目。

3.通信机房外部防护。通信机房建筑外部防护举措手段，包含安装设置避雷铜、设立地网以及通信铁塔接地和安全保护等专业技术手段。依据“法拉第”均压理论，将通信设施机房建筑物综合系统设计成一个屏蔽式组成结构，构成一个综合接地网。保障建筑楼层结构内各个点运行电位分散平均，完善通信设备所处场地设施机房电磁环境基本条件。

4.直击雷防护。通信设备直击雷安全保护一般运用避雷针。普通避雷针就是一条铁棒，将一端磨尖，使用引线把运行电位转化到针尖，由于针尖高度高于建筑物，因此会先于建筑物产生上行工作先导，碰到雷云自动形成的下行工作先导，将雷电引进地下，对建筑物形成安全保护作用，规避其受到雷击的损伤。预对外放电型避雷针是对雷云自动形成的空间电场进一步使用，将周围空气展开电离作用，在分布空间电场的主要作用下，空气离子向雷云迅速接近，增长引雷的可行性，与此同时增加避雷针的全面保护作用范围，安全保护程度提高。这类避雷针具备先进的组成构造，属于纯结构型预对外放电避雷针。这类避雷针的中间不存在任何电子元部件设备，不会产生老化衰败问题，因此可行性能获取大大提高，而且不需要展开保护，减少资金投入。预对外放电型避雷针与普通避雷针对比优势明显，可以形成“预对外放电时间”，即预先自动形成上行工作先导的时间，这是对预对外放电型避雷针展开功能评测的核心参考标准。铁路交通运输产业在停靠车站雷击安全保护中，所选择的都是科学的IF3预对外放电型避雷针对直击雷展开安全保护。一般对场站地区中受到直击雷损害几率较大的核心要点地区展开安全保护。预对外放电型避雷针的具体特征所述。（1）具有快速的抢先预对外放电时间，即可以满足符合优先将雷入地，增加避雷针的全面保护地区，这是全球作用范围里具备迅速抢先时间方面的预放电避雷针。（2）和普通避雷针安装设置在同一高度，涵盖的全面保护地区有效面积更大，安全保护工作效率明显提高。（3）在避雷针的内部具体组成构造中不富含电子元部件设备，安全参数更高，高效减少问题故障产生比例，不会产生老化衰败，无需展开保护。（4）物质材料选择十分优质，应用防腐作用效果最优的316L不锈钢，规避其生锈问题现象。（5）避雷针质量较轻，负载小，不需要支撑物。

总之，随着我国电力工业的迅速发展，必须加强对二次回路的保护设备的改造与研究。为了促进电力企业的发展，必须对二次回路进行深入研究，分析二次回路的故障，以便在发现故障后及时做出判断，并采取相应的对策。

参考文献：

[1]任萍.铁路通信综合防雷整治施工技术探讨.2021.

[2]高文英.关于铁路通信综合防雷整治施工技术探究.2022.