摘要：简要描述铁路车辆运行安全监控系统设备（5T设备）雷电防护的必要性，简单介绍雷电防护装置的构成功能及应用，并提出雷电防护整治方案及关键环节，简要说明了雷电防护装置检修维护方法。
关键词：5T设备；雷电防护；构成；功能；方案；维护。
铁路车辆运行安全监控系统设备（简称5T设备）是各系统最基础的设备，是检测监控及探测数据的直接来源，在发挥系统作用的同时，要积极防范雷击、电磁干扰等对5T设备的影响。雷击诱发的电磁脉冲过电流及过电压会经电源系统、信号传输通道等途径损坏5T设备，直接威胁铁路正常的安全生产，故加强5T设备防雷工作尤为重要。
一、5T设备雷电防护必要性
铁路5T设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要分为直击雷、感应雷和传导雷，设备雷电防护有以下特点：
1.铁路钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的磁头、探头及传感器等较极易受到雷电流的威胁。
2.5T设备分布在山区、旷野、电气化编组场（站场）等易遭受雷电攻击的地区。
3.为保证机车牵引回流及抗雷电过电流、过电压不对5T设备造成威胁，需采取措施保护道床混凝土内部的预应力钢筋，增加钢轨接地或设法降低漏泄阻抗，满足良好的接地性能。
4.雷电防护的原则是“等电位”。由于机房内及附近存在多类接地系统，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5T设备安全性及机房设备、工控机的运行可靠性，整个5T设备的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。同时必须对供电系统、信息采集传输系统、工控机系统、网络系统、机房接地系统等进行有效地防护，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。
二、5T设备防雷装置构成
5T设备综合防雷由建筑物部分、地网部分、低压配电部分、通讯部分、等电位连接部分、5T设备部分构成。
1.建筑物部分包括避雷网、引下线。避雷网采用直径不小于8mm的圆钢，网格尺寸不大于3m×3m。引下线自地面至2m处采用绝缘护管防护。
2.地网部分包括水平地网及垂直地网，采用耐腐蚀金属材料制作。
3.通讯部分包括加装信号电涌保护器及室内信号电缆屏蔽。
4.低压配电部分包括加装电源电涌保护器及室内电源电缆屏蔽。
5.等电位连接采用截面积不小于25mm2的铜导线将探测站内管道、线槽、门窗等金属物体与室内等电位联接箱连接。
6.5T设备部分防护包括站外接线盒与站内等电位联接箱连接，站内设备机柜内所有机箱与工控机与机柜进行可靠电气连接，机柜与等电位联接箱进行可靠电气连接。
三、5T设备防雷装置功能
1.建筑物部分防护为5T系统提供外部直击雷防护措施，同时由避雷网及引下线构成法拉第笼，对雷击电磁脉冲进行部分屏蔽。
2.地网部分制作为5T系统提供共用接地系统，保证雷电电涌及各种操作过电压能够通过与地网连接的接地检测箱直接泄放入地。
3.通讯部分防护为信号线路提供电涌泄放途径及线缆屏蔽，通过在信号线路加装电涌保护器可以有效防护探测站外通过信号线路传输的电涌，通过对信号线路采用金属线槽屏蔽可以有效防止其他线路传入的电涌感应到信号线路，或携带电涌的信号线路将电涌感应至其他线路。
4.低压配电部分防护为配电线路提供电涌泄放途径及线缆屏蔽，通过在电源线路加装电涌保护器可以有效防护探测站外通过电源线路传输的电涌，通过对电源线路采用金属线槽屏蔽可以有效防止其他线路传入的电涌感应到电源线路，或携带电涌的电源线路将电涌感应至其他线路。
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5.等电位连接实现探测站内金属物体的等电位连接及线缆屏蔽，通过将站内金属物体进行等电位连接有效防止处于雷击电磁环境下的金属物体感应电势，对附近人员及设备放电从而造成事故。
6.5T设备部分防护实现5T机柜内各设备均压等电位连接及接地保护。通过5T设备防护可以有效防止处在复杂雷击电磁环境下，各设备间因感应电磁大小不同而产生电位差，从而导致设备间放电损坏设备。
四、5T设备防雷整治方案
为了有效消除雷电对5T设备的危害，根据现有5T设备的安装情况提出整治方案，即将室内外需要接地的设备经等电位连接到综合接地系统，使过电压（或电流）以最直接的路径尽快泄放到大地，达到保护设备的目的。
1.室外设备直击雷防护和屏蔽。包含5T设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电器贯通和电磁屏蔽性能，壳体内设专用接地端子。室外5T设备的金属箔、盒壳体必须接地，屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。
2.电源系统防护。在供电配电箱输出端设置5T设备电源防雷箱，如既有配电箱已有防雷可作为二级防雷。单相稳定电流小于10A的机房，应控制好电源线与防雷箱线的长度。
3.设置浪涌保护器。室外引入探测站机房的信号电缆、通信等其他线缆应设置浪涌保护器。浪涌保护器应集中设置在室内防雷箱体内。浪涌保护器的连接线应采用阻燃塑料外套多股铜线（截面积不小于1.5 mm2）。
4.房屋直击雷防护和屏蔽。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。设计为每个站加装一组避雷带（网）和四组引下线，自四个屋角各通过一根引下线连接至地网地沟。在引下线靠近屋檐处加装断接卡一副，将引下线全程套PVC管保护，并在显著位置标明接地符号。
5.等电位连接。探测站内金属物体的等电位连接及线缆的屏蔽。室内设备连接安装等电位联结箱，使用50 mm2BVR铜绞线连接等电位联结箱和接地检测箱，连接处使用DT-50固定连接点，并套热缩套管绝缘。室内走线架、机柜、机架、工具柜等所有室内设备必须与墙体绝缘，其防雷地线必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。
6.综合接地系统。根据地质条件不同，需要3 至8根离子接地极就可以达到所需求的接地电阻。将接地极水平接地体放入地沟中，并与引下线、接地检测箱接地线（95mm2铜包钢绞线）进行焊接，焊接方式为热熔焊。围绕探测站敷设的水平接地体数量不够时可用φ10mm热镀锌圆钢接续。
五、防雷整治关键环节
1.设备机柜内所有机箱和工控机等电位连接一般先沿机柜内壁一侧竖直敷设25 mm2×2000mm软铜编织带，将此母带使用截面积25 mm2BVR铜绞线连接至等电位联结箱；再将每层机柜的设备地使用4 mm2×35mm软铜编织带就近连接至25 mm2×2000mm软铜编织带母排。
2.在测量电缆绝缘时，需要甩开等电位联结箱的地线，否则会造成测量数据不准确，同时有可能击穿防雷器件。
3.施工部门和施工监管单位必须注意隐蔽工程的施工质量，地网中的连接处应当采用焊接，并进行防腐处理，否则一旦地网的某一点断开，就会造成等电位失效。
六、检修维护
5T设备综合防雷按检测内容分为建筑物部分、地网部分、低压配电部分、通讯部分、等电位连接部分、5T设备部分。
1.建筑物部分。检查天网及引下线是否牢固、发生锈蚀，引下线绝缘护管是否完整。
2.地网部分。测量接地电阻，当土壤电阻率ρ不大于500Ω•m时，接地电阻R应不大于4Ω；当土壤电阻率ρ大于500Ω•m时，接地电阻R应不大于10Ω。
3.通讯部分。测量电涌保护模块参数，并存储记录建立检修台账。
4.低压配电部分。测量电涌保护模块参数，并存储记录建立检修台账。
5.等电位连接。检查等电位联接箱与接地检测箱的连接是否牢固、锈蚀，检查屏蔽金属线槽是否完整、线槽间电气导通性是否良好。
6.5T设备部分。检查连接点是否牢靠，接触是否良好，设备内各箱体外壳间电气导通性是否良好。
参考文献：
[1]中国铁路总公司.《车辆运行安全监控系统设备检修维护管理规则》.中国铁道出版社.2015
论文作者:蒙兴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签：设备论文; 电位论文; 防护论文; 雷电论文; 防雷论文; 屏蔽论文; 线路论文; 《基层建设》2019年第8期论文;