浅谈车站信号系统室内、外综合防雷的保护方法

1 铁路信号设备防雷分析
　　1.1 雷击
　　1）直接雷：直击雷是目前人类无法控制和阻止的自然灾害，它的特点是放电电压高（可达500kv以上），放电电流大（虽然一般认为200ka是允许的上限，然而雷电的实际放电电流却可达到惊人的530ka），放电过程时间短（一次闪电放电时间约为40μs），闪电电流波形波头陡度大（闪电电流在不到1μs的时间便可以达到100 ka以上的极值）；直接侵入设备或与设备关联的传输线上的雷电。但袭击信号设备的概率很小。
　　2）传导雷：雷电电磁脉冲是雷击导线或电气、电子设备附近时，由静电和电磁感应在导线或电气、电子设备上形成的“瞬态过电压”。发生在距电气电子系统设备1km以远的云间放电和云地放电都可能在计算机信息系统金属导线上产生可能导致设备失效的过电压。与电气电子系统相连的金属导线被感应上雷电电磁脉冲过电压时，雷电电磁脉冲过电压将沿导线以行波方式向两方向传播，传递到电气电子设备上（这部分雷电我们称为“传导雷”），造成设备失效。
　　1.2 铁路信号雷电防护特点
　　1）信号室外设备分布范围广，站场内设备密集，钢轨又是雷击的良导体，信号楼等建筑物集中，如防雷方式不当，一旦遭遇雷击将引起连锁反应，损失巨大。
　　2）信号楼室外线路遭受雷击后，线路中大电流将会随电缆进入各机房，从而引起内部设备损坏。
　　3）信号室内外采用多种接地系统，如果接地电阻不均衡，受到雷击后，电流将引起地电位差，造成“地电位反击”，使人员和设备遭受损害。
　　
2 发现问题
　　在海外工程安哥拉罗安达铁路项目，因当地雨季雷电频繁，而且有的车站处在森林内，所以信号设备极易遭受雷电袭击。我们在施工中不断总结经验，也找出了很多适合当地环境的防雷措施。室外除了正常防雷外还通过采取加装避雷针、更换高防雷型设备元件等措施，室内各设备都加装防雷补偿元件并且通过拉网式屏蔽接地。但是，2009年10月，罗安达铁路刚纽卡车站室内电源设备、开关元件等一月内两次受到雷击，分析原因是由于室外电源电缆、信号电缆比较容易受感应雷倾入，大电流将通过电缆进入室内各设备元件，造成室内设备的损坏。
　
　3 解决方案
　　室内分线盘作为连接室内、外信号传输系统的中转站，是一道隔断感应电流进入室内的屏障，罗安达铁路前期施工中都是通过加装放电管和压敏电阻，以达到泄流的目的。但是无论是并联或者串联际防雷效果并不好。并联组合中，如果压敏电阻的参考电压uima选得不当，则放电管将有可能在暂态过电压作用期间内不会放电导通，过电压的能量全由压敏电阻来泄放，这对压敏电阻是不利的，容易造成压敏电阻损坏，而且也不能有效解决放电管可能产生的续流问题。
　　串联组合中，放电管只起着一个开关作用，当感应电流能达到放电管的极限值是他才能工作，在安哥拉雷电易发环境下，真正防雷效果也不是很好。目前国内使用带防雷的综合分线柜，但是由于安哥拉站内使用6502电气集中连锁、区间采用半自动闭塞，而且全是非电码化区段，车站都比较小，室内设备不多，所以综合分线柜使用价值不是很高，但是可以通过在分线柜上加装部分必要的防雷元件，以达到防雷的目的。

　　1）信号机外线防雷。
　　站内调车信号机、出发信号机、进站信号机、预告信号机所有去、回线在室内分线盘对应的端子上， 每线加装1个bvb slp 275vb 防雷器，作纵向保护。
　　2）半自动闭塞外线防雷。
　　在半自动闭塞外线上安装一套bvb slp 130vb防雷器进行纵横向全保护。
　　3）信号机点灯电路防雷。
　　在所有列车信号机的去线、回线，高柱调车信号机的去线、回线的对应端子上安装一个bvb slp 275vb防雷保安器进行纵向保护。
　　4）在室内分线盘灯丝报警线对应的端子上， 每线加装1套bvb slp 75vb 防雷器，作纵向保护。
　　5）室内轨道电源防雷。
　　每个咽喉1对向室外轨道电路送电电源， 在室内分线盘相应端子上， 给每对电源线加装3个bvb slp275vb 电源防雷器作

横向保护。
　　6）分线盘接线端子与防雷保安器的连接线采用1.5mm2多芯阻燃铜导线，连接线长度不大于1.5米。
　　
4 应用
　　首先在罗安达铁路各车站分线盘都加装了防雷器，转场至本格拉铁路后同样采取以上防雷措施，2010年初至2011年底，两条铁路信号设备仅有一次遭受雷击损坏，防雷效果有了明显的提高。
　　
5 结束语
　　信号防雷是一套综合防雷系统。不仅要做好室内、室外设备的防雷工作，还得结合考虑综合防雷。而且还要根据信号系统所处气候环境不断改进和创新，不同的条件下选择不同的防雷元件，充分应用传导、分流、接地、屏蔽、消除电位差等现代防雷技术，实现信号系统的三维立体式整体防护。