毕业论文:铁路信号设备防雷分析与研究9323.docx
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1、题 目:铁路信信号设备备防雷分分析与研研究院 系系:网络络教育学学院专 业业:自动动化(铁铁路信号号)姓 名名:韦勇勇指导教师师:西 南南 交交 通通 大大 学学网 络 教 育育 学 院目录摘要3Absttracct3引 言4第一章铁路信信号设备备防雷的的重要性性 4第二章铁路信信号设备备防雷的的分析5第三章铁路信信号设备备综合防防雷整治治措施7结束语15致谢155参考文献献115摘 要要随着现代代化科技技飞速发发展,铁铁路信号号设备电电子化程程度大幅幅提高,先先进的设设备在雷雷雨季节节能否安安全稳定定的运用用,是摆摆在我们们面前的的一个新新课题。雷雷击放电电诱发电电磁脉冲冲过电压压和过电电流
2、会经经电源系系统、信信号传输输通道等等途径损损坏信号号设备,直直接威胁胁铁路正正常的安安全生产产。所以以,加强强信号设设备防雷雷工作尤尤为重要要。关键词:铁路信信号 雷雷雨季节节 防雷雷 安全全 危害害AbsttracctWithh thhe rrapiid ddeveeloppmennt oof mmodeern sciiencce aand tecchnoologgy, thee raailwway siggnall eqquippmennt eelecctroonicc leevell iss grreattly impprovved, addvanncedd eqquippmennt
3、iin tthe thuundeersttormm seeasoon ccan be saffe aand staablee usse, is to be plaacedd beeforre uus aa neew ttopiic. Ligghtnningg ellecttrommagnnetiic ppulsse ddisccharrge indduceed ooverr vooltaage andd ovver currrennt oof tthe powwer sysstemm, ssignnal traansmmisssionn chhannnel andd ottherr paath
4、wwayss arre ddamaagedd siignaal eequiipmeent, a dirrectt thhreaat tto tthe saffetyy annd pprodducttionn off thhe rraillwayy. TTherrefoore, too sttrenngthhen thee siignaal eequiipmeent ligghtnningg prroteectiion worrk iis vveryy immporrtannt.Key worrd:RRaillwayy siignaal llighhtniing prootecctioon ss
5、afeety thuundeersttormm seeasoon引言针对汛期期雷雨季季节雷害害极易发发生、直直接影响响铁路运运输安全全的严峻峻现实,铁铁路部门门积极建建立防雷雷责任制制,切实实提高防防雷工作作标准,同同时开展展信号设设备防雷雷专项整整治,做做好应急急处置工工作,尽尽最大努努力确保保铁路运运输生产产安全。第一章 铁路路信号设设备防雷雷的重要要性针对汛期期雷雨季季节雷害害极易发发生、直直接影响响铁路运运输安全全的严峻峻现实,铁铁路部门门积极建建立防雷雷责任制制,切实实提高防防雷工作作标准,同同时开展展信号设设备防雷雷专项整整治,做做好应急急处置工工作,尽尽最大努努力确保保铁路运运输
6、生产产安全。据悉,进进入汛期期,由雷雷击造成成设备故故障影响响铁路运运输安全全的现象象较多。仅仅6月份份,全路路因雷击击造成信信号设备备故障1147件件,故障障延时1117个个小时。提高信号号设备防防雷标准准,是减减少雷害害发生的的根本。铁铁道部在在原有铁铁路防雷雷标准基基础上,发发布了铁铁路信号号设备电电磁兼容容及雷电电电磁脉脉冲防护护实施意意见。意意见吸吸取了我我国铁路路信号防防雷工作作多年来来的经验验,并借借鉴了国国外铁路路信号设设备防雷雷方法,包含地网设置、屏蔽设置等综合防护技术措施,大大提高了信号设备防雷标准,进一步增强了设备防雷的可操作性。同时,意见还规定了防雷设计与施工资质管理、
7、施工验收、质量责任、雷害处理、产品采购、检查测试等维护与管理方面的内容,基本形成了信号设备雷电综合防护框架。目前,铁道部已经发布了信号设计规范,正在抓紧制定铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术规范,努力提高信号设备防雷的设计和建设水平,进一步减少雷害发生。雷害发生生的重点点地区是是微电子子设备和和微电子子设备集集中的区区段。为为防止汛汛期雷害害损坏信信号设备备,铁道道部将防防雷工作作列入今今年专项项整治内内容,拨拨出专款款用于六六大干线线10778个站站场和其其他干线线上8229个计计算机联联锁站场场的防雷雷整治。目目前,铁铁路六大大干线所所有车站站和其他他线路计计算机联联锁车站站防雷整整治工作作
8、正在紧紧张进行行,内容容包括雷雷击防护护、机房房屏蔽、地线整治、加装防雷保安器等。针对意意见中中提出的的因防雷雷设施维维护或管管理不当当造成信信号设备备发生雷雷害必须须列管理理单位责责任的规规定,铁铁路部门门将继续续建立防防雷逐级级负责制制和雷害害应急预预案,明明确雷电电防护装装置的设设计、施施工、维维护和管管理等单单位及人人员的责责任,做做到铁路路局、电电务段逐逐级负责责,尽最最大限度度减少雷雷害对铁铁路运输输生产的的影响。第二章铁铁路信号号设备防防雷的分分析1、雷害害(1)、直直接雷:直接侵侵入设备备或与设设备相关关联的传传输线上上的雷电电。但袭袭击信号号设备的的概率很很小。(2)、感感应
9、雷:由于电电磁感应应作用,在在电气设设备上感感应出的的雷电压压,在设设备中流流过感应应电流。其其又分为为纵向和和横向感感应雷两两种。 感应雷雷发生机机率高,袭袭击信号号的次数数相当频频繁。2、雷电电侵入信信号设备备的主要要途径(1)由由交流电电源侵入入 雷电电冲击波波侵入高高压电线线路传至至高压变变压器,若若未装设设避雷器器或其失失效,容容易侵入入低压设设备。(2)、轨轨道电路路 轨道道电路用用钢轨作作为传输输线,它它一般高高出地面面,容易易遭雷击击。(3)、由由电缆侵侵入 铁铁路信号号的室内内、室外外设备通通过电缆缆连接起起来,雷雷电从电电缆侵入入,并传传输至室室内设备备。3、纵向向电压和和
10、横向电电压纵向电压压指导线线或设备备对地电电压,每每条导线线上的折折射电压压或反射射电压。 横向电电压指两两导线间间的电位位差。 这两种种电压对对人身安安全和信信号设备备的正常常运行都都会带来来极大的的危害。纵纵向过电电压将使使设备绝绝缘闪络络、击穿穿,甚至至起火。横横向过电电压回击击穿、烧烧毁信号号设备尤尤其是电电子器件件。4、信号号设备的的防雷(1)信信号设备备的防雷雷要求 在有雷雷电活动动的地区区,交流流电源外外线、电电子设备备、轨道道检查装装置、遥遥信遥控控设备等等与外线线连接的的信号设设备必须须装设防防雷装置置。 不不同雷电电活动地地区,应应采取相相应的防防雷措施施。(2)信信号设备
11、备雷电防防护的原原则 防防雷装置置和被防防护设备备之间绝绝缘应匹匹配,将将雷电感感应电压压限制到到被保护护的冲击击耐压水水平以下下。正常常情况下下,防雷雷装置不不应影响响被防护护设备的的工作,受受雷电干干扰时,应应保证信信号设备备不得错错误动作作。 采采用多级级防护时时,各级级防护元元件应配配置合理理。(3)信信号设备备防雷元元件的安安装和设设备的要要求 外外部防护护用防雷雷元件宜宜安装在在线路终终端。安安装应牢牢固可靠靠,便于于检测,集集中安装装。现代防雷雷保护包包括外部部防雷保保护(建建筑物或或设施的的直击雷雷防护)和内部部防雷保保护(雷雷电电磁磁脉冲的的防护)两部份份,外部部防雷系系统主
12、要要是为了了保护建建筑物免免受直接接雷击引引起火灾灾事故及及人身安安全事故故,而内内部防雷雷系统则则是防止止雷电波波侵入、雷雷击感应应过电压压以及系系统操作作过电压压侵入设设备造成成的毁坏坏,这是是外部防防雷系统统无法保保证的。防雷是一一个很复复杂的问问题,不不可能依依靠一、二二种先进进的防雷雷设备和和防雷措措施就能能完全消消除雷击击过电压压和感应应过电压压的影响响,必须须针对雷雷害入侵侵途径,对对各类可可能产生生雷击的的因素进进行排除除,采用用综合防防治接闪、均均压、屏屏蔽、接接地、分分流(保保护),才才能将雷雷害减少少到最低低限度。1、接 闪接闪装置置就是我我们常说说的避雷雷针、避避雷带、
13、避避雷线或或避雷网网,接闪闪就是让让在一定定程度范范围内出出现的闪闪电放电电不能任任意地选选择放电电通道,而而只能按按照人们们事先设设计的防防雷系统统的规定定通道,将将雷电能能量泄放放到大地地中去。、均 压接闪装置置在接闪闪雷电时时,引下下线立即即产生高高电位,会会对防雷雷系统周周围的尚尚处于地地电位的的导体产产生旁侧侧闪络,并并使其电电位升高高,进而而对人员员和设备备构成危危害。为为了减少少这种闪闪络危险险,最简简单的办办法是采采用均压压环,将将处于地地电位的的导体等等电位连连接起来来,一直直到接地地装置。室室内的金金属设施施、电气气装置和和电子设设备,如如果其与与防雷系系统的导导体,特特别
14、是接接闪装置置的距离离达不到到规定的的安全要要求时,则则应该用用较粗的的导线把把它们与与防雷系系统进行行等电位位连接。这这样在闪闪电电流流通过时时,室内内的所有有设施立立即形成成一个“等等电位岛岛”,保保证导电电部件之之间不产产生有害害的电位位差,不不发生旁旁侧闪络络放电。完完善的等等电位连连接还可可以防止止闪电电电流入地地造成的的地电位位升高所所产生的的反击。为了彻底底消除雷雷电引起起的毁坏坏性的电电位差,就就特别需需要实行行等电位位连接,电电源线、信信号线、金金属管道道等都要要通过过过压保护护器进行行等电位位连接,各各个内层层保护区区的界面面处同样样要依此此进行局局部等电电位连接接,并最最
15、后与等等电位连连接母排排相连。3、屏 蔽屏蔽就是是利用金金属网、箔箔、壳或或管子等等导体把把需要保保护的对对象包围围起来,使使雷电电电磁脉冲冲波入侵侵的通道道全部截截断。所所有的屏屏蔽套、壳壳等均需需要接地地。屏蔽蔽是防止止雷电电电磁脉冲冲辐射对对电子设设备影响响的最有有效方法法。4、接 地接地就是是让已经经内入防防雷系统统的闪电电电流顺顺利地流流入大地地,而不不能让雷雷电能量量集中在在防雷系系统的某某处对被被保护物物体产生生破坏作作用,良良好的接接地才能能有效地地泄放雷雷电能量量,降低低引下线线上的电电压,避避免发生生反击。过去有些些规范要要求电子子设备单单独接地地,目的的是防止止电网中中杂
16、散电电流或暂暂态电流流干扰设设备的正正常工作作。900年代以以前,部部队的通通信导航航装备以以电子管管器件为为主,采采用模拟拟通信方方式,模模拟通信信对干扰扰特别敏敏感,为为了抗干干扰,所所以都采采取电源源与通信信接地分分开的办办法。现现在,防防雷工程程领域不不提倡单单独接地地。在IIEC标标准和IITU相相关标准准中都不不提倡单单独接地地,美国国标准IIEEEEStdd11000-119922更尖锐锐地指出出:不建建议采用用任何一一种所谓谓分开的的、独立立的、计计算机的的、电子子的或其其它这类类不正确确的大地地接地体体作为设设备接地地导体的的一个连连接点。防防雷接地地是防雷雷系统中中最基础础
17、的环节节,也是是防雷安安装验收收规范中中最基本本的安全全要求。接接地不好好,所有有防雷措措施的防防雷效果果都不能能发挥出出来。5、分流流(保护护)这是现代代防雷技技术迅猛猛发展的的重点,是是保护各各种电子子设备或或电气系系统的关关键措施施。所谓分流流就是在在一切从从室外来来的导体体(包括括电力电电源线、数数据线、电电话线或或天馈线线等信号号线)与与防雷接接地装置置或接地地线之间间并联一一种适当当的避雷雷器SPPD,当当直击雷雷或雷击击效应在在线路上上产生的的过电压压波沿这这些导线线进入室室内或设设备时,避避雷器的的电阻突突然降到到低值,近近于短路路状态,雷雷电电流流就由此此处分流流入地了了。雷
18、电电流在分分流之后后,仍会会有少部部份沿导导线进入入设备,这这对于一一些不耐耐高压的的微电子子设备来来说是很很危险的的,所以以对于这这类设备备在导线线进入机机壳前,应应进行多多级分流流(即不不少于三三级防雷雷保护)。现在避雷雷器的研研究与发发展,也也超出了了分流的的范围。有有些避雷雷器可直直接串联联在信号号线或天天线的馈馈线上,它它们能让让有用信信号顺畅畅通过,而而对雷电电过压波波进行阻阻隔。采用分流流这一防防雷措施施时,应应特别注注意避雷雷器性能能参数的的选择,因因为附加加设施的的安装或或多或少少地会影影响系统统的性能能。比如如信号避避雷器的的接入应应不影响响系统的的传输速速率;天天馈避雷雷
19、器在通通带内的的损耗要要尽量小小;若使使用在定定向设备备上,不不能导致致定位误误差。、躲 避在建筑物物基建选选址时,就就应该躲躲开多雷雷区或易易遭雷击击的地点点,以免免日后增增大防雷雷工程的的开支和和费用。当当雷电发发生时,关关闭设备备,拔掉掉电源插插头。第三章 铁路路信号设设备综合合防雷整整治措施施一、铁路路信号设设备雷电电防护分分析 铁路信号号设备遭遭受雷击击过电压压和过电电流的类类型主要要可分为为三种,即即:直击击雷、感感应雷和和传导雷雷。结合合信号设设备的分分布特点点及雷电电攻击的的途径分分析,铁铁路信号号设备雷雷电防护护存在以以下特点点。(1)信信号设备备占地面面积较大大,且很很多设
20、备备分布在在山区、旷旷野等易易遭受雷雷电攻击击的地区区。(2)铁铁路的钢钢轨是雷雷电流的的良好导导体,与与钢轨连连接的相相关铁路路信号设设备,如如信号机机、轨道道电路、电电动转辙辙机等较较容易受受到雷电电流的威威胁。(3)自自动闭塞塞、半自自动闭塞塞等信号号条件线线、控制制线,在在非电化化区段大大部分使使用架空空线,它它们均架架设于信信号与通通信混合合线路或或自动闭闭塞高压压信号线线路上,由由于它们们暴露在在旷野郊郊外,在在雷雨季季节容易易遭受到到雷电的的袭击,线线路中的的大电流流会串入入信号机机房内部部,从而而引起对对内部设设备的损损坏。(4)雷雷电防护护的原则则是“等等电位”,由由于机房房
21、存在多多类接地地系统,其其冲击接接地电阻阻不均衡衡,在雷雷击发生生时,雷雷电流引引起地电电位差,也也容易造造成“地地电位反反击”,使使人员或或设备遭遭受损害害。从以上分分析中可可以看出出:为了了提高铁铁路信号号设备安安全性及及机房设设备、计计算机的的运行可可靠度,整整个车站站信号设设备的雷雷电防护护一定要要有良好好的避雷雷设施、下下引线和和统一的的接地网网,采取取完善的的直击雷雷、感应应雷防护护措施。同同时必须须在供电电系统、信信号采集集传输系系统、计计算机网网络系统统、机房房接地系系统等进进行可靠靠有效的的防护,在在拦截、分分流、均均衡、接接地、布布线、布布局等方方面做完完整的,多多层次的的
22、综合防防护。二、铁路路信号综综合防雷雷整治的的原则铁路信号号设备本本身的电电磁兼容容性应符符合铁铁道信号号电气设设备电磁磁兼容性性试验及及其限值值(TTB/TT30773-220033)规定定要求。铁铁路信号号防雷综综合整治治总的原原则是:经等电电位连接接,使过过电压(或电流流)以最最直接的的路径尽尽快泄漏漏到大地地,达到到保护设设备的目目的。电电磁兼容容防护总总的原则则是:利利用室内内的金属属物有机机地构成成一个“法法拉第笼笼”,进进行接地地连接。站站场综合合防雷设设计本着着安全可可靠、技技术先进进、经济济合理的的原则,达达到防御御或减轻轻雷电灾灾害、提提高防雷雷安全度度的目的的。三、铁路路
23、信号综综合防雷雷整治方方案 (1)既既有机房房建筑物物直击雷雷防护和和屏蔽信号机械械室的建建筑物采采用法拉拉第笼进进行电磁磁屏蔽,法法拉第笼笼由屋顶顶避雷网网、避雷雷带、引引下线和和接地系系统构成成。计算算机联锁锁机房采采用室内内发拉第第笼屏蔽蔽。(2)室室外信号号设备直直击雷防防护和屏屏蔽包含信号号设备的的箱、盒盒、柜等等壳体应应具有良良好的电电气贯通通和电磁磁屏蔽性性能,壳壳体内设设专用接接地端子子(板)。室室外信号号设备的的金属箱箱、盒壳壳体必须须接地,屏屏蔽电缆缆的金属属屏蔽层层应接地地。(3)接接地系统统一般要要求信号设备备应设安安全地线线、屏蔽蔽地线和和防雷地地线,上上述地线线均由
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