学士学位论文—-铁路信号设备防雷分析与维护.doc

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1、毕业设计（论文）中文题目： 铁路信号设备防雷分析与维护 学习中心（函授站）： 黑龙江交通职业技术学院 专 业： 自动化（信号与控制方向） 姓 名： 学 号： 指导教师： 北京交通大学远程与继续教育学院2023年6月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校

2、将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者签名： _2016_年_6_月_ 11_日指导教师签名： _2016_年_6_月_20_日 北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议年级14秋层次本科专业自动化姓名淡淡的题目铁路信号设备防雷分析与维护指导教师评阅意见该学员能根据所学专业理论知识，对铁路信号设备防雷分析与维护进行论证，具有一定的实用性，论证过程认真并且真实。成绩评定：优良 指导教师：淡淡的2016年 6 月 20日答辩小组意见答辩小组负责人： 年 月 日北京交通

3、大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 14秋 级 自动化（信号与控制方向） 专业 学生 淡淡的 设计（论文）题目：一、毕业设计（论文）基本内容随着现代化科技飞速发展，铁路信号设备电子化程度大幅提高，先进的设备在雷雨季节能否安全稳定的运用，是摆在我们面前的一个新课题。雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流会经电源系统、信号传输通道等途径损坏信号设备，直接威胁铁路正常的安全生产。所以，加强信号设备防雷工作尤为重要。二、基本要求：1铁路信号设备雷电防护分析2铁路信号综合防雷整治的原则3铁路信号综合防雷整治方案 4综合防雷整治施工中应注意的问题三、重点研究的问题：1雷害2雷电侵入信号设备的主要途径3

4、纵向电压和横向电压4信号设备的防雷5分流（保护）。四、主要技术指标：铁路六大干线所有车站和其他线路计算机联锁车站防雷整治工作正在紧张进行，内容包括雷击防护、机房屏蔽、地线整治、加装防雷保安器等。五、其他要说明的问题1. 及时提交开题报告，中期报告，按照进度计划要求完成相应的设计任务。2. 设计说明书要把涉及到的技术标准和要求以及维护的方式进行具体的说明。 3. 参考书目： 范继义主编 油库安全工程技术 北京 中国石化出版社 2009.1郭建新主编 安全技术与管理 北京 中国石化出版社 2008.4王祥 郑发正 石油库防雷技术及案例剖析 中国石化出版社 2007.6林瑜筠主编 铁路信号基础 北京

5、 中国铁道出版社 2007铁运 铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见（2006）26号铁道通信信号 2007年10期 出版日期：2007年10月下达任务日期： 2016年 7 月 3 日 要求完成日期： 2016年7 月 8 日 指导教师：淡淡的开 题 报 告题目：铁路信号设备防雷分析与维护学生姓名： 淡淡的 学号： 淡淡的 2016年 7 月 15 日一、文献综述针对汛期雷雨季节雷害极易发生、直接影响铁路运输安全的严峻现实，铁路部门积极建立防雷责任制，切实提高防雷工作标准，同时开展信号设备防雷专项整治，做好应急处置工作，尽最大努力确保铁路运输生产安全。二、选题的目的和意义意义：随着

6、现代化科技飞速发展，铁路信号设备电子化程度大幅提高，先进的设备在雷雨季节能否安全稳定的运用，是摆在我们面前的一个新课题。雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流会经电源系统、信号传输通道等途径损坏信号设备，直接威胁铁路正常的安全生产。所以，加强信号设备防雷工作尤为重要。三、研究方案（框架）1既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽信号机械室的建筑物采用法拉第笼进行电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带、引下线和接地系统构成。计算机联锁机房采用室内发拉第笼屏蔽。2室外信号设备直击雷防护和屏蔽包含信号设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能，壳体内设专用接地端子（板）。室外信号设备的金属箱、盒壳体

7、必须接地，屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。3接地系统4接地汇集线及等电位连接5设置信号设备专用防雷保安器四、进度计划1收集收集铁道信号防雷的相关资料。2查看各种相关文件3捋顺设计思路4防雷分析与研究5撰写毕业论文五、指导教师意见题目符合当前铁路的发展要求，研究方案可行，进度安排合理，可以进行下一步工作。指导教师：淡淡的 2016年 7月 15 日中 期 报 告题目：铁路信号设备防雷分析与维护学生姓名： 淡淡的 学号： 淡淡的 一、进展情况已经完成相关资料的搜集，各种相关文件都已经查阅，其他部分还不能汇总，资料搜集不齐，只有个别部分成形，后面还需继续努力。二、指导教师意见论文按照进度计划进行，确定的

8、整体思路符合任务书的要求，框架结构合理，可以进行论文的撰写工作。指导教师： 淡淡的 2016年 9 月 6 日结 题 验 收一、完成日期2016年9月18日二、完成质量论文基本上符合要求，结构较完整，层次较清楚。能运用所学专业理论知识结合铁路企业特点完成论文，具有一定的分析问题解决问题的能力。三、存在问题如能多增加实际运用中具体案例说明问题会更好。四、结论毕业论文进行过程中，态度较认真，基本按照任务书的要求查找资料，总结现场存在的问题，并能够与老师联系、沟通。按时完成了开题报告、中期报告、初稿的写作，并对初稿进行了反复修改，基本上达到了论文的写作要求。经检查可以结题。指导教师： 淡淡的 201

9、6年 9 月 20 日中文摘要摘要：随着现代化科技飞速发展，铁路信号设备电子化程度大幅提高，先进的设备在雷雨季节能否安全稳定的运用，是摆在我们面前的一个新课题。雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流会经电源系统、信号传输通道等途径损坏信号设备，直接威胁铁路正常的安全生产。所以，加强信号设备防雷工作尤为重要。12ABSTRACTTitle:Lightningprotectionofrailwaysignalequipmentanalysisandmaintenance ABSTRACT: With the rapid development of modern science and technol

10、ogy, the railway signal equipment electronic level is greatly improved, advanced equipment in the thunderstorm season can be safe and stable use, is to be placed before us a new topic. Lightning electromagnetic pulse discharge induced over voltage and over current of the power system, signal transmi

11、ssion channel and other pathways are damaged signal equipment, a direct threat to the safety and production of the railway. Therefore, to strengthen the signal equipment lightning protection work is very important.北京交通大学毕业设计（论文） 目录中文摘要ixABSTRACTx绪论131 简介141.1 国内现状141.2 国外现状142 铁路信号设备防雷的重要性152.1 发生有关

12、雷击事故案例152.1.1各地须加强防雷工作162.1.2加强防雷宣传162.2 信号设备防雷的重要意义163 铁路信号设备防雷的分析183.1雷害183.1.1直接雷183.1.2感应雷183.2雷电侵入信号设备的主要途径183.2.1由交流电源侵入183.2.2轨道电路183.2.3由电缆侵入183.3纵向电压和横向电压183.4信号设备的防雷193.4.1信号设备的防雷要求193.4.2信号设备雷电防护的原则193.4.3信号设备防雷元件的安装和设备的要求194 防雷装置214.1 防雷装置的构成214.2 防雷设备的工作原理214.2.1 传统的防雷方法214.2.2 现代防雷保护的原

13、理及方法215 铁路信号设备综合防雷整治措施及维护235.1铁路信号设备雷电防护分析235.2铁路信号综合防雷整治的原则235.3铁路信号综合防雷整治方案245.3.1既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽245.3.2室外信号设备直击雷防护和屏蔽245.3.3接地系统245.3.4接地汇集线及等电位连接245.3.5设置信号设备专用防雷保安器255.4综合防雷整治施工中应注意的问题265.4.1隐蔽工程质量265.4.2各级防雷器的参数要匹配265.4.3组合架的连接265.4.4关于既有机房防雷贴面柜施工275.4.5信号设备雷电防护的原则275.4.6信号设备防雷元件的安装和设备要求275.5机

14、房电磁环境防护285.5.1法拉第笼285.5.2安装电子设备的机房的法拉第笼屏蔽295.6室外信号设备直接雷防护和屏蔽29结论30参考文献31北京交通大学毕业设计（论文） 绪论针对汛期雷雨季节雷害极易发生、直接影响铁路运输安全的严峻现实，铁路部门积极建立防雷责任制，切实提高防雷工作标准，同时开展信号设备防雷专项整治，做好应急处置工作，尽最大努力确保铁路运输生产安全应使其具有良好的防雷性能是电气化铁道安全运营的基本条件之一，在工程实践中应根据雷电活动情况，结合运营经验，因地制宜，采取相应的防护措施。吸收国外高速铁路设计标准和成熟经验的同时，应组织有关部门进行理论研究及综合试验铁路部门积极建立防

15、雷责任制，切实提高防雷工作标准，同时开展信号设备防雷专项整治，做好应急处置工作，尽最大努力确保铁路运输生产安全.对铁路防雷设施的认知，对未来铁路安全运行积极研究与学习1 简介1.1 国内现状 我国电气化铁道防雷设计主要依据铁路电力牵引供电设计规范(TB 10009-2005)和铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定(铁建设200739号)的相关规定。根据雷电日的数量分为4个等级的区域：年平均雷电日在20天及以下地区为少雷区，年平均雷电日在20天以上、40天及以下地区为多雷区，年平均雷电日在40天以上、60天及以下地区为高雷区，年平均雷电日在60天以上地区为强雷区。 接触网的防雷措施主要是安装

16、避雷器和架设架空避雷线，同时做好必要的接地。具体规定为： (1)吸流变压器的原边应设避雷装置； (2)高雷及强雷区下列位置设避雷装置：分相和站场端部的绝缘关节、长度2000 m及以上隧道的两端、长度大于200m的供电线或AF线连接到接触网上的连接处； (3)强雷区设置独立避雷线，保护角为0-450。1.2 国外现状德国铁路防雷现状 德国铁路经实际测量表明，欧洲中部地区每100 km接触网在1年的时间内可能遭受1次雷电冲击。雷电对接触网的直接冲击会导致雷电冲击过电压，其在设计中考虑过采用过电压保护装置限制雷电过电压，一般应用避雷器。同时他们也认为避雷器只能对过电压进行有限的保护，一般只用于有频繁

17、雷电存在的地段，在其它区段，无论是从经济方面还是防护效益方面一般不考虑设置防雷装置，这也是我们在欧洲的电气化铁道中很少见到接触网避雷装置的原因。 日本铁路防雷现状 日本由于其特殊的地理条件和气象条件，在电气化铁道接触网设计中，根据雷击频度及线路重要程度，将国土的防雷等级划分为A、B、C区域并规定了相应的防雷措施：A级区的雷害严重且线路重要，需要进行全面防雷保护，全线接触网架设架空避雷线，同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电缆接头或连接处、架空地线终端设置避雷器；B级区雷害比较严重且线路重要，对部分特别需要的场所沿接触网架设架空避雷线，同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电 缆接头或连接处

18、、架空地线终端设置避雷器； C级区一般在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电缆接头或连接处设置避雷器 2 铁路信号设备防雷的重要性针对汛期雷雨季节雷害极易发生、直接影响铁路运输安全的严峻现实，铁路部门积极建立防雷责任制，切实提高防雷工作标准，同时开展信号设备防雷专项整治，做好应急处置工作，尽最大努力确保铁路运输生产安全。据悉，进入汛期，由雷击造成设备故障影响铁路运输安全的现象较多。仅6月份，全路因雷击造成信号设备故障147件，故障延时117个小时。提高信号设备防雷标准，是减少雷害发生的根本。铁道部在原有铁路防雷标准基础上，发布了铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见。意见吸取了我国铁路信

19、号防雷工作多年来的经验，并借鉴了国外铁路信号设备防雷方法，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、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。雷害发生的重点地区是微电子设备和微电子设备集中的区段。为防止汛期雷害损坏信号设备，铁道部将防雷工作列入今年专项整治内容，拨出专款用于六大干线107

20、8个站场和其他干线上829个计算机联锁站场的防雷整治。目前，铁路六大干线所有车站和其他线路计算机联锁车站防雷整治工作正在紧张进行，内容包括雷击防护、机房屏蔽、地线整治、加装防雷保安器等。针对意见中提出的因防雷设施维护或管理不当造成信号设备发生雷害必须列管理单位责任的规定，铁路部门将继续建立防雷逐级负责制和雷害应急预案，明确雷电防护装置的设计、施工、维护和管理等单位及人员的责任，做到铁路局、电务段逐级负责，尽最大限度减少雷害对铁路运输生产的影响。2.1 发生有关雷击事故案例铁路防雷在当今时代也是刻不容缓，随着铁道电气化的推行，铁路雷击事件愈演愈烈。 2011年7月23日，杭深线永嘉至温州南间，北

21、京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115 次列车发生追尾事故。铁道部7月24日称，初步了解，事故原因是由于D3115次动车遭雷击失去动力停车造成后车D301次列车追尾。 中国铁路自2005年至2011年期间，曾发生8起因雷击发生的火车事故。以下是自2005年至2011年因雷击造成火车事故一览， 事故时间 列车类型 事发路段 事故简介 2011 年 7 月 23 日 动车 甬温铁路 追尾事故。前车 D315 次动车遭雷击失去动 力停车，后车 D301 次列车追尾，截至 7 月 25 日共造成 39 死 192伤。 2011 年 7 月 23 日 动车 甬温铁路 7.23 事故发生同时，对

22、向车道厦门开往杭州 的 D312 次动车同样遭雷击，致列车停驶，但无人伤亡。 2011 年 7 月 10 日 高铁 京沪高铁 京沪高铁曲阜、滕州、枣庄区段供电线路遭 雷击，造成接触网故障，北京开往上海方向的 G151 次等 12 趟列车不同程度延误。 事故时间 列车类型 事发路段 事故简介 2010 年 7 月 3 日 普通列车 京广线 广铁路上行线孝昌县境内的花园至卫店段， 供电设施遭雷击，供电中断，致武昌发往西宁的 K642 次列车中途停车 3小时。 2009 年 8 月 22 日 动车 上海 杭州 接触网可能遭到雷击出现断裂，上海开往杭 州的 D5673 次晚点 1 小时 36 分后发车

23、，途中又停车近半小时。 2007 年 7 月 10 日 动车 上海 南京 上海开往南京的 D406 次动车被雷击中，受 电弓受损致列车停驶，致晚点 70 分钟。 2006 年 8 月 3 日 普通列车 京广线 汉口至黄陂横店段铁路供电设施遭雷击，致 该线中断一个多小时。 20 余趟南下客车武汉晚点，其中晚点最长达 5 小时。 2005 年 5 月 2 日 普通列车 京广线 铁路电网在广东韶关遭雷击，造成京广铁路 南段 20 多公里电网全线断电 100 分钟，至少十多列火车瘫痪在铁路上。从以往的案例可以看出，雷电灾害主要原因是因为缺少避雷措施和设备以及避雷知识导致出现人员伤亡事故。所以就必须从以

24、下两个方面入手来避免雷电灾害。 2.1.1各地须加强防雷工作尽可能在各类建筑物上安装相应的防雷设备，特别是野外的简易建筑物等更要安装防雷设施。各企业单位要严格执行有关防雷法规，通过正规机构来检测、完善本单位的防雷设施，切莫贪图省事和便宜请不法机构来检测和完善防雷设施。 2.1.2加强防雷宣传在雷雨天气里，人不宜在开阔地活动，不能到草棚、金属棚中、树下等地避雨，以免遭直接雷击和感应雷击；雷雨天不宜靠近建筑物的外墙以及使用电器设备。如果有单位或居民遭遇雷击意外后，应该及时上报气象部门，不可瞒报2.2 信号设备防雷的重要意义 现代的安防监控产品均系微电子化产品，这些监控设备具有高密度、高速度、低电压

25、和低功耗等特性。其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，这就使得监控系统设备极易遭受雷击/过电压破坏，其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失和安全方面的风险。 因此，提高信号设备防雷标准，是减少雷害发生的根本。铁道部在原有铁路防雷标 准基础上，发布了铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见。意见吸取了我国铁路信号防雷工作多年来的经验，并借鉴了国外铁路信号设备防雷方法，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、施工验收、质量责

26、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3 铁路信号设备防雷的分析3.1雷害3.1.1直接雷直接侵入设备或与设备相关联的传输线上的雷电。但袭击信号设备的概率很小。3.1.2感应雷由于电磁感应作用，在电气设备上感应出的雷电压，在设备中流过感应电流。其又分为纵向和横向感应雷两种。 感应雷发生机率高，袭击信号的次数相当频繁。3.2雷电侵入信号设备的主要途径3.2.1由交流电源侵入 雷电冲击波侵入高压电线路传至

27、高压变压器，若未装设避雷器或其失效，容易侵入低压设备。3.2.2轨道电路 轨道电路用钢轨作为传输线，它一般高出地面，容易遭雷击。3.2.3由电缆侵入铁路信号的室内、室外设备通过电缆连接起来，雷电从电缆侵入，并传输至室内设备。3.3纵向电压和横向电压纵向电压指导线或设备对地电压，每条导线上的折射电压或反射电压。 横向电压指两导线间的电位差。 这两种电压对人身安全和信号设备的正常运行都会带来极大的危害。纵向过电压将使设备绝缘闪络、击穿，甚至起火。横向过电压回击穿、烧毁信号设备尤其是电子器件。3.4信号设备的防雷3.4.1信号设备的防雷要求 在有雷电活动的地区，交流电源外线、电子设备、轨道检查装置、

28、遥信遥控设备等与外线连接的信号设备必须装设防雷装置。不同雷电活动地区，应采取相应的防雷措施。3.4.2信号设备雷电防护的原则 防雷装置和被防护设备之间绝缘应匹配，将雷电感应电压限制到被保护的冲击耐压水平以下。正常情况下，防雷装置不应影响被防护设备的工作，受雷电干扰时，应保证信号设备不得错误动作。 采用多级防护时，各级防护元件应配置合理。3.4.3信号设备防雷元件的安装和设备的要求外部防护用防雷元件宜安装在线路终端。安装应牢固可靠，便于检测，集中安装。现代防雷保护包括外部防雷保护(建筑物或设施的直击雷防护)和内部防雷保护(雷电电磁脉冲的防护)两部份，外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受直接雷击引

29、起火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及系统操作过电压侵入设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治接闪、均压、屏蔽、接地、分流（保护），才能将雷害减少到最低限度。3.4.3.1接 闪接闪装置就是我们常说的避雷针、避雷带、避雷线或避雷网，接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电放电不能任意地选择放电通道，而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道，将雷电能量泄放到大地中去。3.4.3.

30、2均 压接闪装置在接闪雷电时，引下线立即产生高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。室内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。为了彻底消除雷电引

31、起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接，并最后与等电位连接母排相连。3.4.3.3屏 蔽屏蔽就是利用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来，使雷电电磁脉冲波入侵的通道全部截断。所有的屏蔽套、壳等均需要接地。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。3.4.3.4接 地接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。过去有些

32、规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出：不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。防雷接地是防雷系统中最基础的环节，也是防雷安装验收规范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。3.4.3

33、.5分流（保护）这是现代防雷技术迅猛发展的重点，是保护各种电子设备或电气系统的关键措施。所谓分流就是在一切从室外来的导体（包括电力电源线、数据线、电话线或天馈线等信号线）与防雷接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器SPD，当直击雷或雷击效应在线路上产生的过电压波沿这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，雷电电流就由此处分流入地了。雷电流在分流之后，仍会有少部份沿导线进入设备，这对于一些不耐高压的微电子设备来说是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前，应进行多级分流（即不少于三级防雷保护）。现在避雷器的研究与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或

34、天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。3.4.3.6躲 避在建筑物基建选址时，就应该躲开多雷区或易遭雷击的地点，以免日后增大防雷工程的开支和费用。当雷电发生时，关闭设备，拔掉电源插头。4 防雷装置4.1 防雷装置的构成一般防雷装置由接闪器、引下线和接地体三部分组成，其作用是防止直接雷击或将雷电流引入大地，以保证人体和建筑物安全。 接闪器包括避雷针、避雷线

35、、避雷网、避雷带、避雷器等，是直接受雷击的金属部分。避雷针一般设在高层建筑物的顶端和烟囱上，保护建筑物免受雷击；避雷线常用来架设在高压架空输电线路上，以保护架空线路免受直接雷击。避雷网和避雷带普遍用来保护建筑物免受直接雷击和感应雷。 引下线是避雷保护装置的中段部分。上接接闪器，下接接地装置。一般敷设在建筑物的外墙，并经最短线路接地。每座建筑物的引下线一般不少于两根。 接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体，在腐蚀性较强的土壤中，应采用镀锌等防腐措施或加大截面。 避雷器是防止雷电过电压侵袭配电和其它电气设备的保护装置。避雷器安装在被保护设备的引入端，其上端接在架空输电线路上，下端接地。其中阀型避

36、雷器是保护变、配电装置常用的一种避雷装置：管型避雷器一般是用于线路上；保护间隙是最简单最经济的防雷装置，俗称简单避雷器，一般安装在线路的进户处。 铁路信号防雷设备保护铁路信号系统设备免遭雷暴产生的电磁脉冲损害的装置。 安装在铁路信号系统内的信号防雷设备必须保证信号系统的正常工作，在雷电电磁脉冲侵入时应能及时限制雷电压和将雷电流引导入地。 防雷器件 包括电源线防雷保安器、信号线防雷保安器、电源线防雷变压器、轨道防雷变压器、电源防雷低通滤波器等。4.2 防雷设备的工作原理4.2.1 传统的防雷方法 传统的防雷方法主要就是防直击雷的防护，其技术措施可分接闪器、引下线、接地体和法拉第笼。 其中接闪器接

37、闪器包括避雷针、避雷网、避雷带等金属接闪器。根据建筑物的地理位置、现有结构、重要程度等，决定是否采用避雷针、避雷网、避雷带或其联合接闪方式4.2.2 现代防雷保护的原理及方法4.2.2.1外部防雷 外部防雷主要是指建筑物的防雷，一般是建筑物或设施（含室外独立电子设备）免受直击雷危害，其技术措施可分为接闪器（避雷针、避雷带、避雷网等金属接闪器）、引下线、接地体和法拉第笼。接闪器根据建筑物的地理位置、现有结构、重要程度等，决定是否采用避雷针、避雷网、避雷带或其联合接闪方式。引下线断面积足够大，连接牢固。接地体建筑物的防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置（对于室外独立

38、设备可以采用独立接地），并宜与埋地金属管道相连接；但当有雷电对地泄放时，高电压将可能通过直流地反击设备。因此对于这种情况宜在防雷地和直流地之间加装地网均压仪，避免反击现象，此为暂态接地方式。 4.2.2.2内部防雷 内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的电子设备（或室外独立电子设备）加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，防雷保护装置能快速动作泄放能量，从而保护设备免受损坏。内部防雷又可分为电源线路防雷和信号线路防雷。 电源线路防雷: 电源防雷系统主要是为了防止雷电波通过电源线路而对计算机及相关设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大，或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续

39、毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，应采取分级保护、逐级泄流原则。一是在大楼电源的总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。为了确保遭受雷击时，高电压首先经过首级电源避雷器，然后再经过次级或末级电源避雷器，首级电源避雷器和次级电源避雷器之间的距离要大于5米，如果两者间距不够，可采用带线圈的防雷箱，这样可以避免次级或末级级电源避雷器首先遭受雷击而损坏。 信号线路防雷： 由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，因此要求网络通信设备（包括消防报警设备、视频监控设备、计算机网络设备等）能够承受较高能量的瞬时冲击，而目前大部分通信设

40、备由于电子元器件的高度集成化而致耐过压、耐过流水平下降，通信设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多，其后果是可能造成整个通信系统的运行中断，消防系统失灵等，因此必须在网络通信口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。5 铁路信号设备综合防雷整治措施及维护5.1铁路信号设备雷电防护分析 铁路信号设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要可分为三种，即：直击雷、感应雷和传导雷。结合信号设备的分布特点及雷电攻击的途径分析，铁路信号设备雷电防护存在以下特点。5.1.1信号设备占地面积较大，且很多设备分布在山区、旷野等易遭受雷电攻击的地区。5.1.2铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨

41、连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路、电动转辙机等较容易受到雷电流的威胁。5.1.3自动闭塞、半自动闭塞等信号条件线、控制线，在非电化区段大部分使用架空线，它们均架设于信号与通信混合线路或自动闭塞高压信号线路上，由于它们暴露在旷野郊外，在雷雨季节容易遭受到雷电的袭击，线路中的大电流会串入信号机房内部，从而引起对内部设备的损坏。5.1.4雷电防护的原则是“等电位”，由于机房存在多类接地系统，其冲击接地电阻不均衡，在雷击发生时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，使人员或设备遭受损害。从以上分析中可以看出：为了提高铁路信号设备安全性及机房设备、计算机的运行可靠度，整个车站信号设备的

42、雷电防护一定要有良好的避雷设施、下引线和统一的接地网，采取完善的直击雷、感应雷防护措施。同时必须在供电系统、信号采集传输系统、计算机网络系统、机房接地系统等进行可靠有效的防护，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做完整的，多层次的综合防护。5.2铁路信号综合防雷整治的原则铁路信号设备本身的电磁兼容性应符合铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值（TB/T3073-2003）规定要求。铁路信号防雷综合整治总的原则是：经等电位连接，使过电压(或电流)以最直接的路径尽快泄漏到大地，达到保护设备的目的。电磁兼容防护总的原则是：利用室内的金属物有机地构成一个“法拉第笼”，进行接地连接。站场综合防雷设

43、计本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则，达到防御或减轻雷电灾害、提高防雷安全度的目的。5.3铁路信号综合防雷整治方案 5.3.1既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽信号机械室的建筑物采用法拉第笼进行电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带、引下线和接地系统构成。计算机联锁机房采用室内发拉第笼屏蔽。5.3.2室外信号设备直击雷防护和屏蔽包含信号设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能，壳体内设专用接地端子（板）。室外信号设备的金属箱、盒壳体必须接地，屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。5.3.3接地系统5.3.3.1一般要求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

44、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。5.3.3.2地网地网由各接地体、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。5.3.3.3贯通地线贯通地线在信号机房建筑物一侧每隔2-3m用50m

45、m2裸铜线与环形接地装置连接，两端各连接两次，设置贯通地线的区段，站内的各种室外信号设备的各种地线均应就近与贯通地线连接。5.3.4接地汇集线及等电位连接5.3.4.1控制台室、继电器室、防雷分线室（或分线盘）、机房和电源室（电源引入处）应设置接地汇集线。接地汇集线宜采用大于30 mm3mm紫铜排，可相互连接成条形、环形或网格形，环形设置时不得构成闭合回路。5.3.4.2电源室（电源引入处）防雷箱处、防雷分线室（或分线盘）处的接地汇集线应单独设置，并分别与环形接地装置单点冗余连接。5.3.4.3室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等所有室内设备必须与墙体绝缘，其安全地线、防雷地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。同一排不同的金属机架、柜之间用铜导线栓接后再就近与接地汇集线连接。5.3.4.4走线架不得布置成环型，已构成闭合回路的可加装绝缘。在不构成闭合回路的前