雷击对铁路信号系统的影响分析

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1、210相关专业城市道桥与防洪2015年10月第l0期雷击对铁路信号系统的影响分析卢萍，沈怀密z，王建福。(1．中国中铁二院工程集团有限责任公司济南勘察设计研究院，山东济南250012；2．沂沭铁路有限责任公司，山东临沂276700；3．中铁二院工程集团有限责任公司通号院，四川成都610031)摘要：随着科学技术的发展，应用的电子设备数量也不断增加。这些电子设备在使用过程中，受到雷电的影响会比较大，很大程度上会影响铁路的安全运行。基于此，介绍铁路信号系统受雷击影响的类型及铁路信号系统的防雷设计，并对雷电对铁路信号系统的影响进行深入分析探讨。关键词：雷击；铁路信号系统；间接雷击影响；防护措

2、施中图分类号：U284．93文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)10—0210—030引言2雷击影响铁路信号系统的途径在铁路工程系统中，电子设备作为一种比较2．1雷电直击对铁路信号系统的影响常用的电子元件，在保证铁路安全运行、提高劳动(1)雷电直击对系统过电压的影响。当信号楼条件、提升输送效率等方面都具有非常重要的意被雷电直击时，引下线(电源线、电话线、信号线)等义。雷电作为一种自然界常见的现象，会影响铁路外部避雷设施将小于50％的雷电能量泄放到大地，信号系统，对货物和旅客的正常输送造成较大的信号楼的供电系统将约40％的能量分流。其中，信影响。在这种情况下，分析雷电对

3、铁路信号系统的号楼的通信网络线缆将约5％的能量分流，剩下的影响方式，对降低雷击事故的出现概率具有重要由其它金属管道、缆线进行分流。信号楼内的布线意义。状况和管线结构影响能量的分配比例。当雷电直击信号灯塔柱、轨道电路等楼外信号设备时，过电1铁路信号系统受雷击影响的类型压由设备外壳或金属管线直接人侵到设备的内部，(1)电磁脉冲。若设置有信号设备的建筑物或信号设备被损坏。雷电直击信号楼主要入侵途径装有信号设备场所的建筑被雷电正面击中，在信如图1所示。号系统里面会有由雷击形成的电磁脉冲，影响铁路信号系统的正常运转。(2)电磁感应。感应雷的形成与雷云的关系非常密切，当雷云放电或雷电在雷云间时，不

4、远处的户外传输信号电缆线、信号路线、埋地电力线一级号各设备间连接都会出现电磁感应的现象。(3)轨道电路。当信号设备的轨道电路被雷击侵入时，由于轨道电路的传输线比地面的钢轨高出很多，在地理环境因素的影响下，铁道旁有些高大物体(大山、树林、大桥等)很容易被雷击中【。图1雷电直击信号楼主要入侵途径(4)直接雷击。是在雷电活动区域内，直接通(2)对铁路信号系统产生的机械冲击力影响。过建筑物的构架、钢轨放电和信号传输路线而产本文以转辙机举例说明雷击机械效益所产生的内生的一种电击现象。部压力，当转辙机的外壳被雷电击中后，就会产生很大雷电流热，由于雷电放电时间极短，热量无法收稿日期：2015—05—

5、25短时间内放出，机械设备的内部就会产生很大的作者简介：卢萍(1984一)，女，山东潍坊人，硕士，工程师，从事铁压力，致使转辙机出现爆裂的情况，影响整个信号道信号专业的施工管理工作。2015年1O月第l0期城市道桥与防洪相关专业211系统的稳定性。情况的发生，导体产生的感应浪涌强度足够大，所(3)铁路信号系统点动力受雷电直击的影响。以电源线、信号线等分布在信号楼内外的设备都根据电磁理论可以看出，有电流的地方就一定有会感应到雷电，雷电波产生后侵入到信号楼内，使磁场。当载流导体的四周有磁场存在时，就会影响信号设备的正常工作受到干扰L21。铁路信号系统被截流导体。图2为当雷电击中通向信号楼的

6、两根雷电感应入侵的途径有以下几种：平行线时的载流导体模型。(1)入侵天线端口，感应雷以信号楼天线、避雷针或避雷网作为路径入侵；(2)入侵电源端口，感应雷以信号楼的外接电源线为侵入路口；(3)入侵信号线端口，感应雷以信号楼外的接信号线为入侵路径；(4)以信号楼的钢结构及信号设备的外壳为侵入口3铁路信号系统的防雷设计一般传统避雷装置会使50％的雷电流直接泄图2同向电流电动力对平行截流导体的影响模型人大地，剩下的50％将平均流人电源线、钢轨和信假设平行载流导体分别为A、B，在雷击电流号电缆等各电气通道。接闪、引流和泄流是信号楼的影响下，平行截流导体会向相同的方向传递电防直击雷的主要部分。流i

7、和i2，分别从室外传向室内，因此，电磁对导体3．1选择接闪器的影响时间很短，产生的作用力也远低于导体自避雷针是防雷电直击采用的防护措施。通常身的机械振动。根据安培定则进行推算：普通的避雷针是一根铁棒，磨尖端部，利用接地引下线把地电位(一般认为零电位)连接到针尖，利用F=I102IX10比被保护物高很多的针尖，进行上行先导(比被保在瞬间产生的雷电流在几百千安以上后，在护物优先产生)，与雷云的下行先导碰到，引雷入地导体上产生的瞬间作用力是非常大的，