鐵道工程畢業(yè)論文--論防雷設(shè)備對鐵路的重要性

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?2012 屆）</b></p><p>　　論文題目：論防雷設(shè)備對鐵路的重要性 </p><p>　　姓 　 名： </p><p>　　系 （院）：

2、 交通工程系 </p><p>　　專業(yè)名稱： 鐵道工程 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012年06月10日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&g

3、t;<b>　　1緒 論4</b></p><p>　　2鐵路信號設(shè)備防雷的重要性6</p><p>　　2.1 國家對鐵路信號設(shè)備防雷的計劃和方案6</p><p>　　2.2 信號設(shè)備防雷的重要意義7</p><p>　　3雷電現(xiàn)象、特性及參數(shù)10</p><p>　　3.1 雷電

4、的概念與對信號設(shè)備危害10</p><p>　　3.2信號設(shè)備防雷的措施14</p><p><b>　　4防雷裝置18</b></p><p>　　4.1 防雷裝置的構(gòu)成18</p><p>　　4.2防雷設(shè)備的工作原理21</p><p>　　4.3部分防雷產(chǎn)品25</p&

5、gt;<p>　　4.4防雷裝置的發(fā)展26</p><p>　　5鐵路信號綜合防雷整治27</p><p>　　5.1鐵路信號綜合防雷整治27</p><p>　　5.2 防雷和接地裝置防雷和接地裝置31</p><p><b>　　總 結(jié)36</b></p><p>&

6、lt;b>　　致 謝37</b></p><p>　　參 考 文 獻38</p><p>　　湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系</p><p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　鐵

7、路信號設(shè)備需要適合于鐵路特定要求的專用防雷保安器，鐵路電源設(shè)備專用防雷保安器應(yīng)當無劣化現(xiàn)象、在雷擊損壞時的故障模式為開路模式、必須為可插拔結(jié)構(gòu)和有較低的殘壓。因此不能采用可導(dǎo)致續(xù)流、短路空氣間隙、氣體放電管等元件，也不宜單獨采用易于劣化的壓敏電阻器與電源線并聯(lián)，在TN系統(tǒng)，也不得采用防護效果差的所謂3+1模式防雷配置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：防雷保安器 氣體放電管續(xù)流 壓敏電阻器劣化 3+1模式 避

8、雷壓 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Railway signaling equipment need to fit the specific requirements of the railway special lightning protector, railway power supply lightning pr

9、otector should be no deterioration phenomenon, lightning damage, the failure mode for the open mode, pluggable structure and lower the residual voltage. Therefore can lead to the continued flow, short circuit the air gap

10、, the gas discharge tube, and other components can not be used, and should not be used independently of easy-to-degradation of varistors </p><p>　　Keywords： Lightning Protecting continued flow of the gas d

11、ischarge varistor degradation of the 3 +1 lightning pressure high-frequency</p><p><b>　　1緒 論</b></p><p>　　防雷與安防，是兩個不同的行業(yè)，但卻又有著密切的關(guān)系，同樣保護著安全。在安防領(lǐng)域，防雷日益受到重視，甚至在許多工程驗收過程中，防雷已成為必不可少的一項

12、。此專題的開設(shè)，是為了讓大家系統(tǒng)的了解防雷與安防的關(guān)系，了解最新的防雷在安防行業(yè)的應(yīng)用。</p><p>　　從3月份開始，我國部分地區(qū)就迎來了暴風(fēng)雨天氣，相關(guān)部門也發(fā)出了提醒企業(yè)、居民注意防雷擊的警示。然而因雷電造成的傷亡事故依然時有發(fā)生。雷擊雖是天災(zāi)，但并非無法抵御。時至7月，雷雨天氣有增無減，這就要求我們更加注意安全，作足準備，避免雷擊。</p><p>　　雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的1

13、0種最嚴重的自然災(zāi)害之一，也是目前中國十大自然災(zāi)害之一。據(jù)有關(guān)部門估計，全世界平均每分鐘發(fā)生雷暴2000次，全球每年因雷擊造成的人員傷亡超過1萬人，所導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等事故時有發(fā)生，嚴重威脅了人們的生命、財產(chǎn)安全，危害很大。</p><p>　　我國雷暴活動主要集中在每年的4月至8月。來自中國氣象局的消息，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年6月份，我國都有有人遭雷擊身亡，為一年中同期死亡人數(shù)較多的月份。從20個?。▍^(qū)）統(tǒng)計上報的

14、雷擊死亡人數(shù)分析，江西省遭雷擊死亡人數(shù)最多。</p><p>　　隨著氣溫逐漸增高，雷雨天氣還將持續(xù)數(shù)月，這就要求各地必須加強防雷工作，避免發(fā)生人員傷亡事故。</p><p>　　遭雷擊死亡人員分布情況，，西北地區(qū)少于東北、華北，江南和華南地區(qū)人數(shù)明顯多于北方地區(qū)，其中，江西死亡人數(shù)最多。這是因為西北少雨，反之，東北、華北等地區(qū)多雷雨天氣，在防雷擊工作上更是不容怠慢。</p>

15、<p>　　2011年的“7.23”動車事故，盡管雷擊不是最主要的的因素但是，正是由于雷擊導(dǎo)致D3115失去動力停車，隨后造成D301追尾，導(dǎo)致死亡40多人受傷200多人。</p><p>　　這些都是人員傷亡事件，雷電同樣會造成很多設(shè)備設(shè)施損壞，導(dǎo)致停電、起火等事故。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，僅在2004年和2005年，我國發(fā)生雷電災(zāi)害19918起，傷亡人數(shù)達3157人，

16、直接經(jīng)濟損失數(shù)十億元，是僅次于暴雨洪澇、氣象地質(zhì)災(zāi)害之后名列第三的氣象災(zāi)害。雷電作為我國最嚴重的三大氣象災(zāi)害之一，給人們帶來的損失是不可忽視的，無論是煤礦、化工、電力、建筑，還是人們生活、森林防火，都會受到夏季雷電的侵害。要保證安全，就要從細節(jié)抓起。</p><p>　　近日，溫家寶總理做出了“提醒各地有關(guān)部門加強防雷工作”的重要批示。</p><p>　　從以往的案例可以看出，雷電災(zāi)害主

17、要原因是因為缺少避雷措施和設(shè)備以及避雷知識導(dǎo)致出現(xiàn)人員傷亡事故。所以就必須從以下兩個方面入手來避免雷電災(zāi)害。</p><p>　　1、各地須加強防雷工作。盡可能在各類建筑物上安裝相應(yīng)的防雷設(shè)備，特別是野外的簡易建筑物等更要安裝防雷設(shè)施。各企業(yè)單位要嚴格執(zhí)行有關(guān)防雷法規(guī)，通過正規(guī)機構(gòu)來檢測、完善本單位的防雷設(shè)施，切莫貪圖省事和便宜請不法機構(gòu)來檢測和完善防雷設(shè)施。</p><p>　　2、加強

18、防雷宣傳。在雷雨天氣里，人不宜在開闊地活動，不能到草棚、金屬棚中、樹下等地避雨，以免遭直接雷擊和感應(yīng)雷擊；雷雨天不宜靠近建筑物的外墻以及使用電器設(shè)備。如果有單位或居民遭遇雷擊意外后，應(yīng)該及時上報氣象部門，不可瞞報。</p><p>　　而氣象部門作為為大家服務(wù)的單位，也應(yīng)該做到以下幾點：</p><p>　　一、是要加強雷電災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)測工作。</p><p>　　

19、二、是要加強有針對性的服務(wù)。雷電災(zāi)害多發(fā)在農(nóng)村、山區(qū)等偏遠地區(qū)，要將有關(guān)雷電服務(wù)信息及時、有效傳遞到有關(guān)人員的手中，同時加強對各級政府及有關(guān)部門的服務(wù)。</p><p>　　三、是要有針對性的加強防雷的管理工作。四是進一步加強雷電軌道的建設(shè)。</p><p>　　2鐵路信號設(shè)備防雷的重要性</p><p>　　2.1 國家對鐵路信號設(shè)備防雷的計劃和方案</p&

20、gt;<p>　　全國鐵路開展信號設(shè)備防雷專項整治工作針對汛期雷雨季節(jié)雷害極易發(fā)生、直接影響鐵路運輸安全的嚴峻現(xiàn)實，鐵路部門積極建立防雷。責任制，切實提高防雷工作標準，同時開展信號設(shè)備防雷專項整治，做好應(yīng)急處置工作，盡最大努力確保鐵路運輸生產(chǎn)安全。據(jù)悉，進入汛期，由雷擊造成設(shè)備故障影響鐵路運輸安全的現(xiàn)象較多。僅6月份，全路因雷擊造成信號設(shè)備故障147件，故障延時117個小時。</p><p>　　提

21、高信號設(shè)備防雷標準，是減少雷害發(fā)生的根本。今年，鐵道部在原有鐵路防雷標準基礎(chǔ)上，發(fā)布了《鐵路信號設(shè)備電磁兼容及雷電電磁脈沖防護實施意見》?！兑庖姟肺×宋覈F路信號防雷工作多年來的經(jīng)驗，并借鑒了國外鐵路信號設(shè)備防雷方法，包含地網(wǎng)設(shè)置、屏蔽設(shè)置等綜合防護技術(shù)措施，大大提高了信號設(shè)備防雷標準，進一步增強了設(shè)備防雷的可操作性。同時，《意見》還規(guī)定了防雷設(shè)計與施工資質(zhì)管理、施工驗收、質(zhì)量責任、雷害處理、產(chǎn)品采購、檢查測試等維護與管理方面的內(nèi)容，

22、基本形成了信號設(shè)備雷電綜合防護框架。目前，鐵道部已經(jīng)發(fā)布了《信號設(shè)計規(guī)范》，正在抓緊制定《鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術(shù)規(guī)范》，努力提高信號設(shè)備防雷的設(shè)計和建設(shè)水平，進一步減少雷害發(fā)生。</p><p>　　雷害發(fā)生的重點地區(qū)是微電子設(shè)備和微電子設(shè)備集中的區(qū)段。為防止汛期雷害損壞信號設(shè)備，鐵道部將防雷工作列入今年專項整治內(nèi)容，撥出?？钣糜诹蟾删€1078個站場和其他干線上829個計算機聯(lián)鎖站場的防雷整治。目前，

23、鐵路六大干線所有車站和其他線路計算機聯(lián)鎖車站防雷整治工作正在緊張進行，內(nèi)容包括雷擊防護、機房屏蔽、地線整治、加裝防雷保安器等。</p><p>　　針對《意見》中提出的因防雷設(shè)施維護或管理不當造成信號設(shè)備發(fā)生雷害必須列管理單位責任的規(guī)定，鐵路部門將繼續(xù)建立防雷逐級負責制和雷害應(yīng)急預(yù)案，明確雷電防護裝置的設(shè)計、施工、維護和管理等單位及人員的責任，做到鐵路局、電務(wù)段逐級負責，盡最大限度減少雷害對鐵路運輸生產(chǎn)的影響。&

24、lt;/p><p>　　2.2 信號設(shè)備防雷的重要意義</p><p>　　防雷與安防，是兩個不同的行業(yè)，但卻又有著密切的關(guān)系，同樣保護著安全。在安防領(lǐng)域，防雷日益受到重視，甚至在許多工程驗收過程中，防雷已成為必不可少的一項。此專題的開設(shè)，是為了讓大家系統(tǒng)的了解防雷與安防的關(guān)系，了解最新的防雷在安防行業(yè)的應(yīng)用。</p><p>　　現(xiàn)代的安防監(jiān)控產(chǎn)品均系微電子化產(chǎn)品，這

25、些監(jiān)控設(shè)備具有高密度、高速度、低電壓和低功耗等特性。其對各種諸如雷電過電壓、電力系統(tǒng)操作過電壓、靜電放電、電磁輻射等電磁干擾非常敏感，這就使得監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備極易遭受雷擊/過電壓破壞，其后果可能會使整個監(jiān)控系統(tǒng)運行失靈，并造成難以估計的經(jīng)濟損失和安全方面的風(fēng)險。為了能夠準確、有效地提供安防監(jiān)控系統(tǒng)的防雷解決方案，我們首先應(yīng)準確了解安防監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，進而，準確分析安防監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及可能的雷擊過電壓的入侵途徑。在此基礎(chǔ)

26、上，選用合適的防雷保護裝置，研究和探討信號、電源線路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準確的、系統(tǒng)的防雷解決方案。有效提高安防監(jiān)控系統(tǒng)的抗雷擊過電壓干擾能力，優(yōu)化系統(tǒng)的整體防雷水平。</p><p>　　北京某地監(jiān)控系統(tǒng)，室外攝像機防雷工程。其閉路監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像機、視頻矩陣和控制鍵盤等終端設(shè)備及信號傳輸線路三部分組成。前端攝像機中設(shè)有8臺室外攝像機，全部為室外一體化球形攝像機。其中4臺在主樓頂層，其余4

27、臺均勻分布在外圍廣場的8根高桿燈柱上。燈柱分布在主體樓四周，每個燈柱均采用單獨接地體就地接地。室外球機采用75歐視頻同軸電纜與中控室視頻矩陣相連；球機控制線采用兩芯屏蔽雙絞線，每 4臺球機以總線方式連接。所有室外導(dǎo)線均通過預(yù)埋地下的PVC管路走線。燈柱采用就地接地，接地電阻1歐左右（滿足單獨接地小于4歐姆的規(guī)范要求）。避雷器接地端與燈柱子接地牌相連。該系統(tǒng)在2006年經(jīng)歷了一場強雷暴天氣，雷暴過后發(fā)現(xiàn)安裝在燈柱上的4臺室外球機全部被雷擊

28、損壞。檢查發(fā)現(xiàn)連接球機的控制線絕緣層已發(fā)黑硬化，無法再使用。部分視頻避雷器上有擊穿痕跡。從現(xiàn)場環(huán)境、避雷器的痕跡以及控制線的損壞情況看，這次雷害電流強度很大，應(yīng)該是一次直擊雷的破壞事故。</p><p>　　雷害成因分析：事故發(fā)生后某地請我公司為其原有系統(tǒng)進行了雷擊分析并為其提出整改意見。導(dǎo)致多臺球機被雷擊損壞的根本原因是不同的信號端之間的不共地，導(dǎo)致雷直擊時在兩端產(chǎn)生不等的地電位而引起設(shè)備和線路的損壞。另外，原

29、設(shè)計施工方案也有以下的一些缺陷：避雷器與室外球機之間的距離過長導(dǎo)致防雷保護效果不佳；關(guān)鍵的控制信號線上沒有設(shè)置避雷器，導(dǎo)致連串的設(shè)備損壞； 引入中控室設(shè)備處信號線沒有設(shè)置避雷器，也會導(dǎo)致中控設(shè)備被入侵浪涌損壞。 預(yù)埋管采用非金屬PVC管，導(dǎo)致雷擊時埋地信號線路屏蔽層與外地產(chǎn)生形成大電位差，造成線路損壞。 </p><p>　　對雷害的整改措施：由上可見，若采取的防雷措施不合理或考慮不嚴密，防雷就不能起到效果。為了

30、完善該系統(tǒng)的防雷性能，應(yīng)按以下措施對原防雷系統(tǒng)進行改進：a .室外球機應(yīng)分別裝設(shè)單相電源防雷器、視頻防雷器，控制線防雷器。建議采用專為攝像機保護設(shè)計的專用的一體化避雷器。 室外球機端的避雷器應(yīng)盡量靠近球機安裝，從防雷器到球機的線路長度（包括接地線）越短越好。球機的金屬外罩、信號線屏蔽層、金屬蛇管、電源變壓器金屬外皮等應(yīng)與燈柱金屬外殼或者燈柱的接地線形成可靠電氣通路，保證接地良好。b.機房處的改進措施 ,從外引入的視頻線及控制線，在接入設(shè)

31、備前必須安裝相應(yīng)的信號防雷器，防雷器的接地引線應(yīng)盡量短。埋地進入機房的信號金屬導(dǎo)線，金屬管與帶屏蔽導(dǎo)線的金屬屏蔽層，應(yīng)在引入室內(nèi)處進行就地接地，與大樓的統(tǒng)一接地網(wǎng)形成良好電氣通路（接地電阻必須小于1歐）。</p><p>　　c.其他接地措施,,條件允許時，室外通訊線路應(yīng)考慮穿金屬管埋地敷設(shè)，金屬管兩端應(yīng)接地，全長應(yīng)保持電氣連接。當室外攝像機采用就地接地時，接地電阻值越小越好，應(yīng)盡量把接地電阻降到1歐姆以下。條件

32、允許時，應(yīng)采用埋設(shè)截面足夠大的扁鐵或鋼筋，將室外攝像機接地與中控室接地網(wǎng)連通，以實現(xiàn)共地。當室外攝像機接地條件不能滿足要求時，應(yīng)采用光纖通訊，以避免因金屬導(dǎo)線跨越兩個地網(wǎng)而引起的過電壓。</p><p>　　防雷設(shè)備從類型上看大體可以分為：電源防雷器、電源保護插座、天饋線保護器、信號防雷器、防雷測試工具、測量和控制系統(tǒng)防雷器、地極保護器。</p><p>　　電源防雷器分為B、C、D三級。

33、依據(jù)IEC（國際電工委員會）標準的分區(qū)防雷、多級保護的理論，B級防雷屬于第一級防雷器，可應(yīng)用于建筑物內(nèi)的主配電柜上；C級屬第二級防雷器，應(yīng)用于建筑物的分路配電柜中；D級屬第三級防雷器，應(yīng)用于重要設(shè)備的前端，對設(shè)備進行精細保護。</p><p>　　通信線信號防雷器在產(chǎn)品的設(shè)計上，依據(jù)IEC 61644的要求，分為B、C、F三級。B級（Base protection）基本保護級（粗保護級），C級（Combinati

34、on protection）綜合保護級，F(xiàn)級（Medium&fine protection）中等/精細保護級。優(yōu)點：種類型號多，防護齊全;缺點：產(chǎn)品價格相對較高。</p><p>　　在安防行業(yè)除了要選用合格的防雷產(chǎn)品外，系統(tǒng)地良好接地，和施工的合理規(guī)范也是做好防雷的必要條件。所有防雷保護系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效的接地。接地系統(tǒng)亦是防雷保護的必要組成部分之一。</p><p>　　安防

35、監(jiān)控系統(tǒng)前端、終端設(shè)備均應(yīng)有良好的防雷接地，相應(yīng)接地系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)范要求。一般獨立于監(jiān)控機房所在建筑物的前端設(shè)備均須設(shè)有獨立接地。但在此需要特別指出的是：無論前端還是終端設(shè)備的接地系統(tǒng)，如果距離小于20米的情況，兩個接地系統(tǒng)之間應(yīng)做等電位連接。</p><p>　　施工時沿墻敷設(shè)應(yīng)注意的問題：許多布線人員，因?qū)Ψ览字R了解有限，或者圖簡單方便，習(xí)慣于將戶外走線線路與建筑物避雷帶、引下線相互捆綁。方便了工程施工與美觀

36、的同時，也帶來了較大的防雷安全隱患。這一點是值得重視和注意的。為減小雷害風(fēng)險，任何導(dǎo)線/金屬線路均應(yīng)盡可能避免與直擊雷防護系統(tǒng)平行捆扎，而應(yīng)依有關(guān)規(guī)范要求合理布線。目前安防工程防雷系統(tǒng)設(shè)計原則一般依據(jù)如下：CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng)如果遭受雷擊，將可能由以下幾種途徑對系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機上造成設(shè)備損壞；雷電直接擊在架空線纜上造成線纜熔斷。雷電波侵入：CCTV的電源線、信號傳輸或進入監(jiān)控室的金屬管線遭到雷擊或被雷電感應(yīng)

37、時，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線侵入設(shè)備，造成電位差使設(shè)備損壞。 　　 </p><p>　　雷電感應(yīng)：當雷擊中避雷針時，在引下線周圍會產(chǎn)生很強的瞬變電磁場。處在電磁場中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電動勢。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。當有帶電的雷云出現(xiàn)時，在雷云下面的建筑物和傳輸線路上都會感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)電荷在低壓架空線路。</p><p>　　3雷電現(xiàn)象、特性及參數(shù)</p&g

38、t;<p>　　現(xiàn)代防雷保護包括外部防雷保護(建筑物或設(shè)施的直擊雷防護)和內(nèi)部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故，而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電波侵入、雷擊感應(yīng)過電壓以及系統(tǒng)操作過電壓侵入設(shè)備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。</p><p>　　3.1 雷電的概念與對信號設(shè)備危害</p><p>　

39、　雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論，通常我們認為由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦，從而形成了帶有正負電荷的小水滴。當正負電荷累積達到一定的電荷值時，會在帶有不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產(chǎn)生云團對云團和云團對地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。</p><p>　　具體來說，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的凍結(jié)、云體的碰撞等均可使云粒子起電。一般

40、云的頂部帶正電，底部帶負電，兩種極性不同的電荷會使云的內(nèi)部或云與地之間形成強電場，瞬間劇烈放電爆發(fā)出強大的電火花，也就是我們看到的閃電。在閃電通道中，電流極強，溫度可驟升至2萬攝氏度，氣壓突增，空氣劇烈膨脹，人們便會聽到爆炸似的聲波振蕩，這就是雷聲。而對我們生活產(chǎn)生影響的，主要是近地的云團對地的放電。經(jīng)統(tǒng)計，近地云團大多是負電荷，其場強最大可達20kV/m。</p><p>　　圖1 雷電的產(chǎn)生

41、 圖2 雷場</p><p>　　雷暴可以使鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備損壞或失效，影響列車運行的正常秩序，同時帶來較大的直接和間接經(jīng)濟損失。由雷暴造成的自然災(zāi)害被稱為雷害。導(dǎo)致鐵路信號系統(tǒng)雷害的有雷電直擊（或稱直擊雷）和雷電感應(yīng)（或稱感應(yīng)雷）。雷電直擊是雷云直接通過地面物體放電并產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和信號系統(tǒng)設(shè)備雷害的主要原因。雷電感應(yīng)是雷電放電的強大電磁場在鄰近鐵路信號系統(tǒng)導(dǎo)線或系統(tǒng)設(shè)備

42、內(nèi)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)脈沖，該電磁感應(yīng)脈沖產(chǎn)生的過電壓和過電流幅值并不太高，但由于現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備采用了大量微電子設(shè)備，微電子設(shè)備耐過電壓和過電流的能力很低，雷電感應(yīng)引起的電磁感應(yīng)脈沖可以造成雷害。雷電感應(yīng)發(fā)生概率較大，一般雷電直擊點周圍半徑1km左右都會產(chǎn)生雷電電磁脈沖。雷電感應(yīng)是鐵路信號設(shè)備防護的重點，因此，鐵路信號防雷設(shè)備主要用來防止雷電感應(yīng)造成的雷害。</p><p>　　雷電具有很大的破壞力和多種破壞作用

43、。雷電對物體的危害性可歸納為直接雷擊、雷電副作用、雷電波引入、反擊四種形式，其破壞作用主要表現(xiàn)為放電時所顯示的各種物理效應(yīng)和作用。（1）電效應(yīng)，落地雷具有數(shù)萬甚至數(shù)十萬、數(shù)千萬伏特的沖擊電壓，足以燒毀電力系統(tǒng)的發(fā)電機、變壓器、斷路器等設(shè)備及電氣線路，引起絕緣擊穿而發(fā)生短路，從而影響信號設(shè)備的正常使用。（2）熱效應(yīng)，落地雷的電流一般為幾十至幾千安培，有的峰值電流高達數(shù)萬安培至10萬安培。當這種強大的“雷擊電流”通過導(dǎo)體時，在極短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)

44、換為大量的熱能。雷擊點的熱能通常為500～2000J，嚴重時能夠擊穿信號電纜，造成混線故障而影響行車。（3）機械效應(yīng)，雷電效應(yīng)將使物質(zhì)和各種結(jié)構(gòu)縫隙里的氣體劇烈膨脹，同時使水分蒸發(fā)，其他物質(zhì)分解為氣體，這就造成雷擊物內(nèi)部出現(xiàn)強大的機械壓力，致使雷擊物遭受嚴重破壞。（4）靜電效應(yīng)，雷云放電，云與大地的電場消失，但金屬物上的感生電荷卻不能立即逸散，產(chǎn)生很高的對地靜電感應(yīng)電壓。靜電感應(yīng)電壓往往高達幾萬伏特，可以擊穿數(shù)十厘米的空氣間隙而發(fā)生火花

45、放電。（5）電磁感應(yīng)，具有很高電壓和很大電流，發(fā)生時間極短的雷電，在它周圍空間將產(chǎn)生強</p><p>　　因此安裝在鐵路信號系統(tǒng)內(nèi)的信號防雷設(shè)備必須保證信號系統(tǒng)的正常工作，在雷電電磁脈沖侵入時應(yīng)能及時限制雷電壓和將雷電流引導(dǎo)入地。</p><p>　　雷電引起的雷擊是夏季常見的一種自然現(xiàn)象。雷電對于人類的危害一般分為3種：直擊雷、雷電波侵入和感應(yīng)雷擊。直擊雷是指雷電直接擊中建筑、樹木、大

46、地、防雷裝置或人體，直接雷擊聲光并發(fā)，咄咄逼人，老幼皆知；雷電波侵入是指雷電對架空線路和金屬管線作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內(nèi)，危及人身安全或損壞設(shè)備；而感應(yīng)雷擊悄悄發(fā)生，不易察覺，后果嚴重，直接雷擊與感應(yīng)雷擊破壞的對象不同，直擊雷主要擊壞放電通路上的建筑物、輸電線，擊死擊傷人畜等，感應(yīng)雷主要破壞電子設(shè)備。最近我油田近百起電腦上網(wǎng)用戶、電視機遭受雷擊事件，就是感應(yīng)雷擊、雷電波侵入所造成的。專家提醒，感應(yīng)雷擊正呈明顯上升趨勢，80%

47、的雷擊事故都是由它引起的，但目前人們對這種隱性雷電災(zāi)害的認識比較差，不少人沒有意識到要防護，該怎么防護。特別是不少住宅小區(qū)，基本屬于防雷工作的盲區(qū)。以往認為建筑物上只要安裝了避雷針，就能避免雷擊的傳統(tǒng)防雷觀念要改變，城鎮(zhèn)防雷重點應(yīng)在防止“感應(yīng)雷擊”上。 </p><p>　　感應(yīng)雷擊是由于雷雨云的靜電感應(yīng)或放電時的電磁感應(yīng)作用，使建筑物上的金屬物件，如管道、鋼筋、電線、反應(yīng)裝置等感應(yīng)出與雷雨云電荷相反的電荷，造成

48、放電所引起。 一臺電子設(shè)備招引感應(yīng)雷擊的通道主要有3條：1、天線、饋線引入；2、電源線路引入；3、信號線路引入。 對于建筑物中電子設(shè)備群體來說，引入感應(yīng)雷的通道主要有6條：1、建筑物中一切電子設(shè)備的天線、饋線、電源線、信號線、接地線都是建筑物的進雷通道；2、出入建筑物中各種電源線路及建筑物內(nèi)部“長”距離信號線路；3、具有公共接地的建筑物中的一切金屬管道，在直接雷電流流經(jīng)其上時，其周圍產(chǎn)生的磁場渦流在金屬表面感應(yīng)出來的雷電沖擊波；4、雷

49、電放電時，在金屬表面感應(yīng)出來的雷電沖擊波；5、直接雷擊落雷點建筑物的雷電高位沖擊；6、直接雷擊落雷點建筑物的雷電反沖電流。這種電流可通過相鄰建筑物的接地線路進入其電子設(shè)備，使電子設(shè)備的機殼和機芯之間產(chǎn)生放電現(xiàn)象而損壞。</p><p>　　自然界每年都有幾百萬次閃電。雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國國際減災(zāi)十年”公布的最嚴重的十種自然災(zāi)害之一。最新統(tǒng)計資料表明，雷電造成的損失已經(jīng)上升到自然災(zāi)害的第三位。全球每年因雷擊造成人員傷

50、亡、財產(chǎn)損失不計其數(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年因雷擊以及雷擊負效應(yīng)造成的人員傷亡達3000～4000人，財產(chǎn)損失在50億元到100億元人民幣。</p><p>　　雷電災(zāi)害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業(yè)。現(xiàn)代電子技術(shù)的高速發(fā)展，帶來的負效應(yīng)之一就是其抗雷擊浪涌能力的降低。以大規(guī)模集成電路為核心組件的測量、監(jiān)控、保護、通信、計算機網(wǎng)絡(luò)等先進電子設(shè)備廣泛運用于電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫(yī)療以及其它現(xiàn)

51、代生活的各個領(lǐng)域，以大型CMOS集成元件組成的這些電子設(shè)備普遍存在著對暫態(tài)過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點，暫態(tài)過電壓不僅會造成電子設(shè)備產(chǎn)生誤操作，也會造成更大的直接經(jīng)濟損失和廣泛的社會影響。</p><p>　　雷擊造成的危害主要有四種：（1）直擊雷，帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。它的破壞力十分巨大，若不能迅速將其瀉放入大地，將導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、建筑物、設(shè)施、人畜遭受嚴重的破壞或

52、損害——火災(zāi)、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。（2）雷電波侵入，雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散，侵入并危及室內(nèi)電子設(shè)備和自動化控制等各個系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設(shè)備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。（3）感應(yīng)過電壓，雷擊在設(shè)備設(shè)施或線路的附近發(fā)生，或閃電不直接對地放電，只在云層與云層之間發(fā)生放電現(xiàn)象。閃電釋放電荷，并在電源

53、和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應(yīng)生成過電壓。 雷擊放電于具有避雷設(shè)施的建筑物時，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或避雷針）、引下線泄放到大地的過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。（4）系統(tǒng)內(nèi)部操作過電壓因斷路器的操</p><p>　　操作過電壓的幅值雖小，但發(fā)生的概率卻

54、遠遠大于雷電感應(yīng)過電壓。實驗證明，無論是感應(yīng)過電壓還是內(nèi)部操作過電壓，均為暫態(tài)過電壓（或稱瞬時過電壓），最終以電氣浪涌的方式危及電子設(shè)備，包括破壞印刷電路印制線、元件和絕緣過早老化壽命縮短、破壞數(shù)據(jù)庫或使軟件誤操作，使一些控制元件失控。（5）地電位反擊，如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而

55、流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設(shè)備。同時，在未實行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花放電的危險。</p><p>　　3.2信號設(shè)備防雷的措施</p><p>　　1、雷害：a、直接雷：直接侵入設(shè)備或與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的傳輸線上的雷電。但襲擊信號設(shè)備的概率很小。b、感應(yīng)雷：由于電磁感應(yīng)作用，在電氣設(shè)備上感應(yīng)出的雷電壓，在設(shè)備中流過感應(yīng)電流。其又分為

56、縱向和橫向感應(yīng)雷兩種。 感應(yīng)雷發(fā)生機率高，襲擊信號的次數(shù)相當頻繁。</p><p>　　2、雷電侵入信號設(shè)備的主要途徑：a、由交流電源侵入 雷電沖擊波侵入高壓電線路傳至高壓變壓器，若未裝設(shè)避雷器或其失效，容易侵入低壓設(shè)備。b、軌道電路 軌道電路用鋼軌作為傳輸線，它一般高出地面，容易遭雷擊。c、由電纜侵入 鐵路信號的室內(nèi)、室外設(shè)備通過電纜連接起來，雷電從電纜侵入，并傳輸至室內(nèi)設(shè)備。</p><p

57、>　　3、縱向電壓指導(dǎo)線或設(shè)備對地電壓，每條導(dǎo)線上的折射電壓或反射電壓。 橫向電壓指兩導(dǎo)線間的電位差。 這兩種電壓對人身安全和信號設(shè)備的正常運行都會帶來極大的危害?？v向過電壓將使設(shè)備絕緣閃絡(luò)、擊穿，甚至起火。橫向過電壓回擊穿、燒毀信號設(shè)備尤其是電子器件。</p><p>　　4、信號設(shè)備的防雷：a、信號設(shè)備的防雷要求 在有雷電活動的地區(qū)，交流電源外線、電子設(shè)備、軌道檢查裝置、遙信遙控設(shè)備等與外線連接的信號設(shè)

58、備必須裝設(shè)防雷裝置。 不同雷電活動地區(qū)，應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。b、信號設(shè)備雷電防護的原則 防雷裝置和被防護設(shè)備之間絕緣應(yīng)匹配，將雷電感應(yīng)電壓限制到被保護的沖擊耐壓水平以下。正常情況下，防雷裝置不應(yīng)影響被防護設(shè)備的工作，受雷電干擾時，應(yīng)保證信號設(shè)備不得錯誤動作。 采用多級防護時，各級防護元件應(yīng)配置合理。c、信號設(shè)備防雷元件的安裝和設(shè)備的要求 外部防護用防雷元件宜安裝在線路終端。安裝應(yīng)牢固可靠，便于檢測，集中安裝。</p>&

59、lt;p>　　現(xiàn)代防雷保護包括外部防雷保護(建筑物或設(shè)施的直擊雷防護)和內(nèi)部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故，而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電波侵入、雷擊感應(yīng)過電壓以及系統(tǒng)操作過電壓侵入設(shè)備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。</p><p>　　防雷是一個很復(fù)雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設(shè)備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓

60、和感應(yīng)過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產(chǎn)生雷擊的因素進行排除，采用綜合防治——接閃、均壓、屏蔽、接地、分流（保護），才能將雷害減少到最低限度。</p><p>　　1、接 閃，接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網(wǎng)，接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè)計的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。</p><p&g

61、t;<b>　　圖3 避雷針安裝</b></p><p>　?。病⒕?壓，接閃裝置在接閃雷電時，引下線立即產(chǎn)生高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進而對人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險，最簡單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來，一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備，如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體，特別是接閃裝置的距離達不到

62、規(guī)定的安全要求時，則應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，室內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個“等電位島”，保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。</p><p>　　為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接，各個內(nèi)層保護區(qū)的

63、界面處同樣要依此進行局部等電位連接，并最后與等電位連接母排相連。</p><p><b>　　圖4 均壓圖 </b></p><p>　　3、屏 蔽，屏蔽就是利用金屬網(wǎng)、箔、殼或管子等導(dǎo)體把需要保護的對象包圍起來，使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設(shè)備影響的最有效方法。</p><

64、;p>　　4、接 地，接地就是讓已經(jīng)內(nèi)入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對被保護物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。</p><p>　　過去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。90年代以前，部隊的通信導(dǎo)航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了

65、抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開的辦法?，F(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關(guān)標準中都不提倡單獨接地，美國標準IEEEStd1100-1992更尖銳地指出：不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設(shè)備接地導(dǎo)體的一個連接點。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗收規(guī)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發(fā)揮出來。</p>&

66、lt;p>　　5、分流（保護），這是現(xiàn)代防雷技術(shù)迅猛發(fā)展的重點，是保護各種電子設(shè)備或電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵措施。所謂分流就是在一切從室外來的導(dǎo)體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼鱏PD，當直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導(dǎo)線進入室內(nèi)或設(shè)備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會有少部份沿導(dǎo)線進入設(shè)備，這對于一些不

67、耐高壓的微電子設(shè)備來說是很危險的，所以對于這類設(shè)備在導(dǎo)線進入機殼前，應(yīng)進行多級分流（即不少于三級防雷保護）。</p><p>　　現(xiàn)在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯(lián)在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。采用分流這一防雷措施時，應(yīng)特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設(shè)施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。比如信號避雷器的接入應(yīng)不影響系統(tǒng)的傳輸速率；天

68、饋避雷器在通帶內(nèi)的損耗要盡量小；若使用在定向設(shè)備上，不能導(dǎo)致定位誤差。</p><p><b>　　圖5 分流</b></p><p>　?。丁⒍?避，在建筑物基建選址時，就應(yīng)該躲開多雷區(qū)或易遭雷擊的地點，以免日后增大防雷工程的開支和費用。當雷電發(fā)生時，關(guān)閉設(shè)備，拔掉電源插頭。</p><p><b>　　4防雷裝置</b&g

69、t;</p><p>　　由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備（包括消防報警設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）能夠承受較高能量的瞬時沖擊，而目前大部分通信設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而致耐過壓、耐過流水平下降，通信設(shè)備在雷電波沖擊下遭受過電壓而損壞的現(xiàn)象越來越多，其后果是可能造成整個通信系統(tǒng)的運行中斷，消防系統(tǒng)失靈等，因此必須在網(wǎng)絡(luò)通信口處加裝必要的防雷保護裝置以確保網(wǎng)絡(luò)通信系

70、統(tǒng)的安全運行。</p><p>　　4.1 防雷裝置的構(gòu)成</p><p>　　1．防雷裝置，防雷裝置由接閃器、引下線和接地體三部分組成，其作用是防止直接雷擊或?qū)⒗纂娏饕氪蟮?，以保證人身及建（構(gòu)）筑物安全。 接閃器包括避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器等，是直接接受雷擊的金屬部分。避雷針一般設(shè)在高層建筑物的頂端和煙囪上，保護建筑物兔受直接雷擊；避雷線常用來架設(shè)在高壓架空輸電線路上，

71、以保護架空線路免受直接雷擊，也可用來保護較長的單層建（構(gòu)）筑物。避雷網(wǎng)和避雷帶普遍用來保護建筑物免受直接雷擊和感應(yīng)雷。 </p><p>　　引下線是避雷保護裝置的中段部分。上接接閃器，下接接地裝置。一般敷設(shè)在建筑物的外墻，并經(jīng)最短線路接地。每座建筑物的引下線一般不少于兩根。 接地裝置包括埋設(shè)在地下的接地線和接地體，在腐蝕性較強的土壤中，應(yīng)采取鍍鋅等防腐措施或加大截面。 避雷器是防止雷電過電壓侵襲配電和其他電氣設(shè)

72、備的保護裝置。避雷器安裝在被保護設(shè)備的引入端，其上端接在架空輸電線路上，下端接地。其中閥型避雷器是保護變、配電裝置常用的一種避雷裝置；管型避雷器一般是用于線路上；保護間隙是最簡單最經(jīng)濟的防雷裝置，俗稱簡單避雷器，一般安裝在線路的進戶處，用來保護電度表等設(shè)備。 </p><p>　　2．防雷裝置在工業(yè)與民用建（構(gòu)）筑物上的具體應(yīng)用：a、業(yè)建筑按防雷要求的劃分 。第一類工業(yè)建筑指凡建筑物中制造、使用或儲存大量的爆炸性

73、物質(zhì)，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人員傷亡者；O區(qū)或10區(qū)爆炸危險場所。 第二類工業(yè)建筑是指凡建筑物中制造、使用或儲存爆炸性物質(zhì)，但電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者；1區(qū)或11區(qū)爆炸危險場所。 第三類工業(yè)建筑物是根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響，并結(jié)合當?shù)貧庀?、地形、地質(zhì)及周圍環(huán)境等因素，建筑物體計算雷擊次數(shù)N＞0.01的2區(qū)爆炸危險場所；根據(jù)建筑物體計算雷擊次數(shù)N＞0.05，并結(jié)合當?shù)乩讚羟闆r，確定需要防雷的建筑物；

74、多雷地區(qū)較重要的建筑物；高度在15米及15米以上的煙囪、水塔等孤立高聳建筑物；每年平均雷暴日天數(shù)不超過15天的地區(qū)，高度可限為20米。b、民用建筑物按防雷要求劃分：第一類是指國家級重點文物保護的建筑物，具有特別重要用途的建筑物、建筑物體計算雷擊次數(shù)N＞0．04的重要或人員密集的公共建筑物和建筑物體計算雷擊次數(shù)N＞0．2的一般性民用建筑物。 第二類民用建筑物是指省、市級重點文物保護的建筑物及檔案館；建筑物體計算雷擊次數(shù)為0.</p&

75、gt;<p>　　3．防雷裝置的檢查 。a、對于重要場所或消防重點保衛(wèi)單位，應(yīng)在每年雷雨季節(jié)以前作定期檢查，對于一般性場所或單位，應(yīng)每2～3年在雷雨季節(jié)以前作定期檢查，如有特殊情況，還要進行臨時性的檢查。特別是對避雷針、避雷器要進行定期校驗。b、當防雷裝置各部分導(dǎo)體出現(xiàn)因腐蝕或其他原因引起的折斷、銹蝕達30％以上時，必須進行更換。c、檢查是否由于維修建筑物或建筑物本身形狀有變動，使防雷裝置的保護范圍出現(xiàn)缺口。d、檢查接閃器

76、有無回雷擊后而發(fā)生熔化和折斷，避雷器瓷套有無裂紋、碰傷等情況，井應(yīng)定期進行預(yù)防性試驗。e、檢查明裝引下線有無在驗收后又裝設(shè)了交叉或平行電氣線路；檢查斷接卡于有無接觸不良情況和木結(jié)構(gòu)的接閃器支桿有無腐朽現(xiàn)象；并檢查接地裝置周圍的土壤有無沉陷現(xiàn)象等。測量全部接地裝置的接地電阻，應(yīng)符合安全要求。若發(fā)現(xiàn)接地電阻值有很大變化時，應(yīng)對接地系統(tǒng)進行全面檢查。必要時可補打電極。f、7檢查有無因挖土、敷設(shè)其他管道或種植樹木而挖斷接地裝置等。g、獨立的避雷

77、針及其接地裝置不得設(shè)在行人經(jīng)常通過或堆放易燃物的地方。對裝有避雷針或避雷帶的構(gòu)架，不準裝設(shè)低壓線或通訊線等。避雷針、避雷帶與引下線應(yīng)采用焊接方法。</p><p>　　鐵路信號防雷設(shè)備（lightning protective device for railway signaling system） 保護鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備免遭雷暴產(chǎn)生的電磁脈沖損害的裝置。 安裝在鐵路信號系統(tǒng)內(nèi)的信號防雷設(shè)備必須保證信號系統(tǒng)的正常

78、工作，在雷電電磁脈沖侵入時應(yīng)能及時限制雷電壓和將雷電流引導(dǎo)入地。</p><p>　　雷暴及其危害 由于暖濕空氣的劇烈運動，天空中的云層可以帶電。帶異性電荷的雷云間會發(fā)生云間放電，天空中雷云會對大地放電，以達到中和云層中電荷的目的。帶電雷云放電這一極普通的自然現(xiàn)象即為雷暴。雷暴的本質(zhì)是電現(xiàn)象，因此雷暴又稱雷電。中國是一個多雷暴的國家，大部分地區(qū)年平均雷暴日在40以上，廣東、廣西、福建、云南、海南等地平均雷暴日在

79、80左右，有的地方雷暴日還可達100以上。雷電從發(fā)生到結(jié)束作用時間極短，一般僅若干微秒，是一種瞬態(tài)現(xiàn)象。人們將瞬態(tài)現(xiàn)象稱為浪涌（surge），雷電又被稱為雷浪涌。</p><p>　　雷暴可以使鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備損壞或失效，影響列車運行的正常秩序，同時帶來較大的直接和間接經(jīng)濟損失。由雷暴造成的自然災(zāi)害被稱為雷害。導(dǎo)致鐵路信號系統(tǒng)雷害的有雷電直擊（或稱直擊雷）和雷電感應(yīng)（或稱感應(yīng)雷）。雷電直擊是雷云直接通過地面物體放

80、電并產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和信號系統(tǒng)設(shè)備雷害的主要原因。雷電感應(yīng)是雷電放電的強大電磁場在鄰近鐵路信號系統(tǒng)導(dǎo)線或系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)脈沖，該電磁感應(yīng)脈沖產(chǎn)生的過電壓和過電流幅值并不太高，但由于現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備采用了大量微電子設(shè)備，微電子設(shè)備耐過電壓和過電流的能力很低，雷電感應(yīng)引起的電磁感應(yīng)脈沖可以造成雷害。雷電感應(yīng)發(fā)生概率較大，一般雷電直擊點周圍半徑1km左右都會產(chǎn)生雷電電磁脈沖。雷電感應(yīng)是鐵路信號設(shè)備防護的重點，因此，鐵路信號防雷設(shè)

81、備主要用來防止雷電感應(yīng)造成的雷害。</p><p>　　防雷器件 包括電源線防雷保安器、信號線防雷保安器、電源線防雷變壓器、軌道防雷變壓器、電源防雷低通濾波器等。防雷保安器是浪涌保護器SPD（Surge Protective Device）中用來防護雷浪涌的一種。</p><p>　　主要方法 泄流、限幅和堵塞是防止雷電侵入電氣和電子設(shè)備的主要方法。</p><p&

82、gt;　　泄流 通常采用金屬陶瓷放電管等放電器件將可能進入電氣和電子設(shè)備的雷電流大部分泄放到大地中去，以減少雷過電流燒毀電氣或電子設(shè)備。</p><p>　　限幅 采用氧化鋅壓敏電阻器、瞬態(tài)二極管或閘流管等固體器件將可能進入電氣和電子設(shè)備的雷電壓幅值限制到被保護設(shè)備可以耐受的水平以下，防止雷過電壓擊穿電氣和電子設(shè)備。</p><p>　　一般防雷保安器按照泄流或限幅原理設(shè)計，也有的防雷

83、保安器綜合了泄流和限幅原理。</p><p>　　堵塞 采用防雷變壓器或低通波器的方法。防雷變壓器實際是一種特殊的隔離變壓器，它可將大部分雷電堵塞在外線側(cè)，只有少量雷電漏入電氣或電子設(shè)備。電源防雷低通濾波器的原理是讓50 Hz的低頻交流電順利通過，而使頻率較高的雷電有較大的衰耗，起到堵塞雷電的作用，減少了雷電對電氣或電子設(shè)備的威脅。</p><p>　　目前，世界各國都在將鐵路信號防雷設(shè)

84、備標準化、單元化和系列化。</p><p>　　4.2防雷設(shè)備的工作原理</p><p>　　防雷器件包括電源線防雷保安器、信號線防雷保安器、電源線防雷變壓器、軌道防雷變壓器、電源防雷低通濾波器等。防雷保安器是浪涌保護器SPD（Surge Protective Device）中用來防護雷浪涌的一種。一、主要方法泄流、限幅和堵塞是防止雷電侵入電氣和電子設(shè)備的主要方法。a.泄流 通常采用金屬

85、陶瓷放電管等放電器件將可能進入電氣和電子設(shè)備的雷電流大部分泄放到大地中去，以減少雷過電流燒毀電氣或電子設(shè)備。b.限幅 采用氧化鋅壓敏電阻器、瞬態(tài)二極管或閘流管等固體器件將可能進入電氣和電子設(shè)備的雷電壓幅值限制到被保護設(shè)備可以耐受的水平以下，防止雷過電壓擊穿電氣和電子設(shè)備。一般防雷保安器按照泄流或限幅原理設(shè)計，也有的防雷保安器綜合了泄流和限幅原理。c.堵塞 采用防雷變壓器或低通波器的方法。防雷變壓器實際是一種特殊的隔離變壓器，它可將大

86、部分雷電堵塞在外線側(cè)，只有少量雷電漏入電氣或電子設(shè)備。電源防雷低通濾波器的原理是讓50 Hz的低頻交流電順利通過，而使頻率較高的雷電有較大的衰耗，起到堵塞雷電的作用，減少了雷電對電氣或電子設(shè)備的威脅。目前，世界各國都在將鐵路信號防雷設(shè)備標準化、單元化和系列化。電</p><p>　　1 、 如何選用合適的電源避雷器,在一個地區(qū)選擇保護不同類型設(shè)備的避雷器，應(yīng)綜合考慮如下因素：</p><p&g

87、t;　　●該地區(qū)雷暴強度 Ng 以及最大放電電流發(fā)生的概率P</p><p>　　●被保護設(shè)備耐受沖擊水平</p><p>　　●被保護設(shè)備價值 （應(yīng)根據(jù)國家經(jīng)濟水平而定）</p><p>　　●被保護設(shè)備的社會重要性</p><p>　　●確定不同保護電壓 UP 和放電電流的電源避雷器</p><p>　　2 、 電

88、源避雷器關(guān)鍵參數(shù)</p><p>　　●最大放電電流Imax：</p><p>　　使用8/20μs波沖擊避雷器一次，能承受的最大放電電流?？筛鶕?jù)當?shù)氐睦妆姸萅g（或年均雷暴日Td）以及環(huán)境因素作適當選擇。</p><p>　　●最大持續(xù)耐壓Uc（rms）：指避雷器在此電壓值下能連續(xù)工作而不影響其作為避雷器的參數(shù)。Uc與保護電壓Up成非線性正比。</p>

89、;<p>　　●殘壓Ur和保護電壓Up</p><p>　　殘壓Ur：指在額定放電電流In下的殘壓值 ； 保護電壓Up：保護電壓Up與Uc電壓和Ur有關(guān)，Ur<UP，保護電壓的選擇與被保護設(shè)備的耐壓值有關(guān)。根據(jù)氧化鋅壓敏電阻特性，當選用的壓敏電阻的Uc值高時，其Up和Ur也會相應(yīng)提高，如在放電電流為10kA（8/20μs）時：</p><p>　　Uc=275V Ur（

90、10kA，8/20μs）≤1200V</p><p>　　Uc=385V Ur（10kA，8/20μs）≤1600V</p><p>　　Uc=440V Ur（10kA，8/20μs）≤1800V</p><p>　　3、 電源防雷器的分類 </p><p>　　●按放電電流區(qū)分：耐受10/350μs波產(chǎn)品：該波形是模擬直擊雷波形，波形能量大

91、，目前有空氣間隙型和壓敏電阻型產(chǎn)品。如易龍公司的EPP100型。耐受8/20μs波產(chǎn)品：該波形是模擬感應(yīng)雷波形，是目前使用較多的波形。常見放電電流參數(shù)有100kA，80kA，65kA，40kA，20kA等，使用氧化鋅壓敏電阻。如易龍公司的EPP100/EPP80/ EPP65/EPP50/EPP40/EPP30/EPP20型。</p><p>　　●按保護方式區(qū)分單片式：用戶可根據(jù)電網(wǎng)接線方式，自由組合，選擇不同

92、數(shù)量和種類避：雷器。如易龍公司EPP系列產(chǎn)品。組合式：供貨商為了用戶接線方便，已經(jīng)根據(jù)不同接線系統(tǒng)將各種模塊組成一套，常見有易龍公司的EPP系列避雷器。安裝方式：常見的為35mm導(dǎo)軌安裝，也有個別公司為螺釘固定。</p><p>　　●按外形結(jié)構(gòu)區(qū)分：模塊式：用戶可根據(jù)電網(wǎng)接線方式，自由組合，選擇不同數(shù)量和種類避雷器。如易龍公司EPP系列產(chǎn)品。箱 式：將一組或兩組模塊式避雷器置于一個防雷箱體中，適用于配電箱或設(shè)備

93、柜空間不足的場合。單級防雷箱：同一等級模塊的一組電源避雷器安裝于一個防雷箱中。多級防雷箱：兩組模塊式避雷器置于一個防雷箱體中。為了解決在有限的空間做到兩級防雷保護，通過串接解耦線圈或安裝隔離變壓器，既能泄放大電流，又能將殘壓限制在1kV或更低，通常可以使用兩個單級防雷箱起到多級防雷箱的同等效果。</p><p>　　防雷保護的原理及方法a.傳統(tǒng)的防雷方法。傳統(tǒng)的防雷方法主要就是直擊雷的防護，參見GB50057-9

94、4《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，其技術(shù)措施可分接閃器、引下線、接地體和法拉第籠。其中接閃器包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等金屬接閃器。根據(jù)建筑物的地理位置、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、重要程度等，決定是否采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)或其聯(lián)合接閃方式。b.現(xiàn)代防雷保護的原理及方法。德國防雷專家希曼斯基在《過電壓保護理論與實踐》一書中，給出了現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的防雷框架圖：</p><p>　　圖6 傳統(tǒng)防雷擊示意圖</p><

95、p>　　■外部防雷——將絕大部分雷電流直接引入地下泄散；</p><p>　　■內(nèi)部防雷——快速泄放沿著電源或信號線路侵入的雷電波或各種危險過電壓；這兩道防線，互相配合，各盡其職，缺一不可。因此防雷工程是一項系統(tǒng)工程。</p><p>　　外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防止建筑物或設(shè)施（含室外獨立電子設(shè)備）免遭直擊雷危害，其技術(shù)措施可分接閃器（避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等金屬接閃器）

96、、引下線、接地體和法拉第籠。接閃器——根據(jù)建筑物的地理位置、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、重要程度等情況，決定是否采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)聯(lián)合接閃方式。引下線——斷面積足夠大，連接牢固。接地體——根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(2000年版)，建筑物的防直擊雷接地宜和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置（對于室外獨立設(shè)備可以采用獨立接地），并宜與埋地金屬管道相連接；某些設(shè)備制造廠商有特殊接地要求，將直流地與其它六個地分開以

97、避免電磁干擾和零地電壓升高。但當有雷電對地泄放時，高電壓將可能通過直流地反擊設(shè)備。因此對于這種情況宜在防雷地和直流地之間加裝地網(wǎng)均壓儀，避免反擊現(xiàn)象，此為暫態(tài)接地方式。內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是對建筑物內(nèi)易受過電壓破壞的電子設(shè)備（或室外獨立電子設(shè)備）加裝過壓保護裝置，在設(shè)備受到過電壓侵襲時，防雷保護裝置能快速動作泄放能量，從而保護設(shè)備免受損壞。內(nèi)部防雷又可分為電源線路防雷和信號線路防雷。</p><p>　　電源防雷系統(tǒng)

98、主要是為了防止雷電波通過電源線路而對計算機及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，依照GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（2000年版）和GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，應(yīng)采取分級保護、逐級泄流原則。一是在大樓電源的總進線處安裝放電電流較大的首級電源避雷器，二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進線處加裝次級或末

99、級電源避雷器。為了確保遭受雷擊時，高電壓首先經(jīng)過首級電源避雷器，然后再經(jīng)過次級或末級電源避雷器，首級電源避雷器和次級電源避雷器之間的距離要大于5米，如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷箱，這樣可以避免次級或末級級電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。</p><p>　　由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備（包括消防報警設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）能夠承受較高能量的瞬時沖擊，而目前

100、大部分通信設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而致耐過壓、耐過流水平下降，通信設(shè)備在雷電波沖擊下遭受過電壓而損壞的現(xiàn)象越來越多，其后果是可能造成整個通信系統(tǒng)的運行中斷，消防系統(tǒng)失靈等，因此必須在網(wǎng)絡(luò)通信口處加裝必要的防雷保護裝置以確保網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的安全運行。</p><p>　　對通信系統(tǒng)進行防雷保護，選取適當保護裝置非常重要，應(yīng)充分考慮防雷產(chǎn)品與通信系統(tǒng)匹配。通信接口避雷器考慮的主要因素如下：</p>

101、<p>　　●線路上可能感應(yīng)的浪涌形式（例如波形、時間參數(shù)和最大峰值）；</p><p>　　●接口電路模擬雷電沖擊擊穿電壓臨界指標；</p><p>　　●保護對象在正常工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信號電平；</p><p>　　●保護裝置在模擬雷電沖擊下的殘壓參數(shù)指標；</p><p>　　●保護裝置的耐沖擊能力；</p>&

102、lt;p><b>　　●系統(tǒng)的工作頻率；</b></p><p>　　●保護對象的接口方式；</p><p><b>　　●工作電壓。</b></p><p><b>　　4.3部分防雷產(chǎn)品</b></p><p>　　同時電子化產(chǎn)品已涉及各行各業(yè)，種類繁多，如何使用合適

103、的信號過電壓保護器（信號避雷器），是困擾廣大用戶的一個主要問題，而我們通常從以下幾個主要參數(shù)考慮：數(shù)字量/模擬量 、工作電壓、工作頻率、接口標準、使用場合。歸納起來一般包括：高頻（微波 / 無線通訊）、計算機局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)自動化控制信號、現(xiàn)代辦公通信網(wǎng)絡(luò)（數(shù)據(jù)專線等）、視頻系統(tǒng)（CATV / CCTV）</p><p>　　如何選擇信號避雷器：工作電壓（根據(jù)設(shè)備工作電壓，選擇合適保護電壓的避雷器），工作頻