鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的重要性

1、鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的重要性第一章鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的重要性防雷與安防，是兩個(gè)不同的行業(yè)，但卻又有著密切的關(guān)系，同樣保護(hù)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(yàn)收過(guò)程中，防雷已成為必不可少的一項(xiàng)。此專(zhuān)題的開(kāi)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。第一節(jié)發(fā)生的有關(guān)雷擊事故案例夏季防雷擊 準(zhǔn)備要做足從3月份開(kāi)始，我國(guó)部分地區(qū)就迎來(lái)了暴風(fēng)雨天氣，相關(guān)部門(mén)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(shí)有發(fā)生。雷擊雖是天災(zāi)，但并非無(wú)法抵御。時(shí)至7月，雷雨天氣有增無(wú)減，這就要求我們更加注意安全，作足準(zhǔn)備，避免雷擊。六月雷擊傷害事故不斷雷電

2、災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，也是目前中國(guó)十大自然災(zāi)害之一。據(jù)有關(guān)部門(mén)估計(jì)，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(guò)1萬(wàn)人，所導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅了人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，危害很大。我國(guó)雷暴活動(dòng)主要集中在每年的4月至8月。來(lái)自中國(guó)氣象局的消息，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年6月份，我國(guó)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(gè)?。▍^(qū)）統(tǒng)計(jì)上報(bào)的雷擊死亡人數(shù)分析，江西省遭雷擊死亡人數(shù)最多。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(qiáng)防雷工作，避免發(fā)生人員傷亡事故。分析一下6月份各?。▍^(qū)）遭雷擊死亡人員分布情況，可

3、以發(fā)現(xiàn)，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?yàn)槲鞅鄙儆?，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。6月份發(fā)生的主要雷擊事件有：（1）海南省文昌市昌灑鎮(zhèn)東群村委會(huì)的一處西瓜園工棚，9名民工因避雨躲進(jìn)工棚時(shí)遭到雷擊，其中，2人受雷擊當(dāng)場(chǎng)倒地死亡，2人手臂遭雷擊傷勢(shì)較重。（2）江西萍鄉(xiāng)市蘆溪縣銀河鎮(zhèn)天柱崗村，13名村民在一涼亭下避雨時(shí)遭到雷擊，導(dǎo)致2人死亡， 6人重傷，3人輕傷。6月2227日，江西省持續(xù)出現(xiàn)雷擊死亡災(zāi)害，共有19人死亡。（3）湖南永州藍(lán)山縣竹市鎮(zhèn)上豐頭村發(fā)生雷擊事件，12人被當(dāng)場(chǎng)擊暈，經(jīng)醫(yī)院及時(shí)搶救，已全部蘇

4、醒。（4）云南昆明突下雷陣雨，盤(pán)龍區(qū)落索坡村的5位村民在盤(pán)龍江大花橋2段的大樹(shù)下避雨時(shí)，被雷擊中，造成1死3傷。這些都是人員傷亡事件，雷電同樣會(huì)造成很多設(shè)備設(shè)施損壞，導(dǎo)致停電、起火等事故。（5）重慶遭遇了一次長(zhǎng)時(shí)間的瓢潑大雨。受雷電、大風(fēng)影響，主城6個(gè)供電局中，沙坪壩、楊家坪、南岸、北碚供電局共計(jì)66條110千伏、35千伏、10千伏輸電線(xiàn)路均不同程度出現(xiàn)了瓷瓶（絕緣用）被雷擊穿、大風(fēng)刮斷電線(xiàn)、保險(xiǎn)松動(dòng)、損壞引發(fā)線(xiàn)路跳閘等情況，導(dǎo)致近22萬(wàn)市民出現(xiàn)6-15小時(shí)的電力中斷。有的住戶(hù)也出現(xiàn)了電視機(jī)因雷擊而損壞的情況。而深圳市處于我國(guó)南方，也遭受雷電的侵襲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，深圳已接到多宗雷擊事故報(bào)告，造成財(cái)產(chǎn)

5、損失數(shù)百萬(wàn)元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在2004年和2005年，我國(guó)發(fā)生雷電災(zāi)害19918起，傷亡人數(shù)達(dá)3157人，直接經(jīng)濟(jì)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(guó)最嚴(yán)重的三大氣象災(zāi)害之一，給人們帶來(lái)的損失是不可忽視的，無(wú)論是煤礦、化工、電力、建筑，還是人們生活、森林防火，都會(huì)受到夏季雷電的侵害。要保證安全，就要從細(xì)節(jié)抓起。近日，溫家寶總理做出了“提醒各地有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)防雷工作”的重要批示。從以往的案例可以看出，雷電災(zāi)害主要原因是因?yàn)槿鄙俦芾状胧┖驮O(shè)備以及避雷知識(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)人員傷亡事故。所以就必須從以下兩個(gè)方面入手來(lái)避免雷電災(zāi)害。1、各地須加強(qiáng)防雷工作。盡可能在各類(lèi)建筑物

6、上安裝相應(yīng)的防雷設(shè)備，特別是野外的簡(jiǎn)易建筑物等更要安裝防雷設(shè)施。各企業(yè)單位要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)防雷法規(guī)，通過(guò)正規(guī)機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)、完善本單位的防雷設(shè)施，切莫貪圖省事和便宜請(qǐng)不法機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)和完善防雷設(shè)施。2、加強(qiáng)防雷宣傳。在雷雨天氣里，人不宜在開(kāi)闊地活動(dòng)，不能到草棚、金屬棚中、樹(shù)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(shí)上報(bào)氣象部門(mén)，不可瞞報(bào)。而氣象部門(mén)作為為大家服務(wù)的單位，也應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：一、是要加強(qiáng)雷電災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)工作。二、是要加強(qiáng)有針對(duì)性的服務(wù)。雷電災(zāi)害多發(fā)在農(nóng)村、山區(qū)等偏遠(yuǎn)地區(qū)，要將有關(guān)雷電服務(wù)信息及時(shí)、有效傳遞到

7、有關(guān)人員的手中，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)各級(jí)政府及有關(guān)部門(mén)的服務(wù)。三、是要有針對(duì)性的加強(qiáng)防雷的管理工作。四是進(jìn)一步加強(qiáng)雷電軌道的建設(shè)。第二節(jié)國(guó)家對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的計(jì)劃和方案全國(guó)鐵路開(kāi)展信號(hào)設(shè)備防雷專(zhuān)項(xiàng)整治工作針對(duì)汛期雷雨季節(jié)雷害極易發(fā)生、直接影響鐵路運(yùn)輸安全的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，鐵路部門(mén)積極建立防雷責(zé)任制，切實(shí)提高防雷工作標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)開(kāi)展信號(hào)設(shè)備防雷專(zhuān)項(xiàng)整治，做好應(yīng)急處置工作，盡最大努力確保鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)安全。據(jù)悉，進(jìn)入汛期，由雷擊造成設(shè)備故障影響鐵路運(yùn)輸安全的現(xiàn)象較多。僅6月份，全路因雷擊造成信號(hào)設(shè)備故障147件，故障延時(shí)117個(gè)小時(shí)。提高信號(hào)設(shè)備防雷標(biāo)準(zhǔn)，是減少雷害發(fā)生的根本。今年，鐵道部在原有鐵路防雷標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，

8、發(fā)布了鐵路信號(hào)設(shè)備電磁兼容及雷電電磁脈沖防護(hù)實(shí)施意見(jiàn)。意見(jiàn)吸取了我國(guó)鐵路信號(hào)防雷工作多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，并借鑒了國(guó)外鐵路信號(hào)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(hù)技術(shù)措施，大大提高了信號(hào)設(shè)備防雷標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了設(shè)備防雷的可操作性。同時(shí)，意見(jiàn)還規(guī)定了防雷設(shè)計(jì)與施工資質(zhì)管理、施工驗(yàn)收、質(zhì)量責(zé)任、雷害處理、產(chǎn)品采購(gòu)、檢查測(cè)試等維護(hù)與管理方面的內(nèi)容，基本形成了信號(hào)設(shè)備雷電綜合防護(hù)框架。目前，鐵道部已經(jīng)發(fā)布了信號(hào)設(shè)計(jì)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(hào)設(shè)備防雷的設(shè)計(jì)和建設(shè)水平，進(jìn)一步減少雷害發(fā)生。雷害發(fā)生的重點(diǎn)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

9、信號(hào)設(shè)備，鐵道部將防雷工作列入今年專(zhuān)項(xiàng)整治內(nèi)容，撥出專(zhuān)款用于六大干線(xiàn)1078個(gè)站場(chǎng)和其他干線(xiàn)上829個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站場(chǎng)的防雷整治。目前，鐵路六大干線(xiàn)所有車(chē)站和其他線(xiàn)路計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車(chē)站防雷整治工作正在緊張進(jìn)行，內(nèi)容包括雷擊防護(hù)、機(jī)房屏蔽、地線(xiàn)整治、加裝防雷保安器等。針對(duì)意見(jiàn)中提出的因防雷設(shè)施維護(hù)或管理不當(dāng)造成信號(hào)設(shè)備發(fā)生雷害必須列管理單位責(zé)任的規(guī)定，鐵路部門(mén)將繼續(xù)建立防雷逐級(jí)負(fù)責(zé)制和雷害應(yīng)急預(yù)案，明確雷電防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理等單位及人員的責(zé)任，做到鐵路局、電務(wù)段逐級(jí)負(fù)責(zé)，盡最大限度減少雷害對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的影響。第三節(jié)信號(hào)設(shè)備防雷的重要意義防雷與安防，是兩個(gè)不同的行業(yè)，但卻又有著密切的關(guān)系

10、，同樣保護(hù)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(yàn)收過(guò)程中，防雷已成為必不可少的一項(xiàng)。此專(zhuān)題的開(kāi)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?，F(xiàn)代的安防監(jiān)控產(chǎn)品均系微電子化產(chǎn)品，這些監(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(duì)各種諸如雷電過(guò)電壓、電力系統(tǒng)操作過(guò)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(guò)電壓破壞，其后果可能會(huì)使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行失靈，并造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失和安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。為了能夠準(zhǔn)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(zhǔn)確了解安防監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成，進(jìn)而，準(zhǔn)確分析安防監(jiān)控系

11、統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及可能的雷擊過(guò)電壓的入侵途徑。在此基礎(chǔ)上，選用合適的防雷保護(hù)裝置，研究和探討信號(hào)、電源線(xiàn)路的合理布放，明確屏蔽及接地方式，方可給出準(zhǔn)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(guò)電壓干擾能力，優(yōu)化系統(tǒng)的整體防雷水平。北京某地監(jiān)控系統(tǒng)，室外攝像機(jī)防雷工程。其閉路監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像機(jī)、視頻矩陣和控制鍵盤(pán)等終端設(shè)備及信號(hào)傳輸線(xiàn)路三部分組成。前端攝像機(jī)中設(shè)有8臺(tái)室外攝像機(jī)，全部為室外一體化球形攝像機(jī)。其中4臺(tái)在主樓頂層，其余4臺(tái)均勻分布在外圍廣場(chǎng)的8根高桿燈柱上。燈柱分布在主體樓四周，每個(gè)燈柱均采用單獨(dú)接地體就地接地。室外球機(jī)采用75歐視頻同軸電纜與中控室視頻矩陣相

12、連；球機(jī)控制線(xiàn)采用兩芯屏蔽雙絞線(xiàn)，每 4臺(tái)球機(jī)以總線(xiàn)方式連接。所有室外導(dǎo)線(xiàn)均通過(guò)預(yù)埋地下的PVC管路走線(xiàn)。燈柱采用就地接地，接地電阻1歐左右（滿(mǎn)足單獨(dú)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(chǎng)強(qiáng)雷暴天氣，雷暴過(guò)后發(fā)現(xiàn)安裝在燈柱上的4臺(tái)室外球機(jī)全部被雷擊損壞。檢查發(fā)現(xiàn)連接球機(jī)的控制線(xiàn)絕緣層已發(fā)黑硬化，無(wú)法再使用。部分視頻避雷器上有擊穿痕跡。從現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、避雷器的痕跡以及控制線(xiàn)的損壞情況看，這次雷害電流強(qiáng)度很大，應(yīng)該是一次直擊雷的破壞事故。雷害成因分析：事故發(fā)生后某地請(qǐng)我公司為其原有系統(tǒng)進(jìn)行了雷擊分析并為其提出整改意見(jiàn)。導(dǎo)致多臺(tái)球機(jī)被雷擊損壞的根本原因是

13、不同的信號(hào)端之間的不共地，導(dǎo)致雷直擊時(shí)在兩端產(chǎn)生不等的地電位而引起設(shè)備和線(xiàn)路的損壞。另外，原設(shè)計(jì)施工方案也有以下的一些缺陷：l 避雷器與室外球機(jī)之間的距離過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致防雷保護(hù)效果不佳；關(guān)鍵的控制信號(hào)線(xiàn)上沒(méi)有設(shè)置避雷器，導(dǎo)致連串的設(shè)備損壞；l l 引入中控室設(shè)備處信號(hào)線(xiàn)沒(méi)有設(shè)置避雷器，也會(huì)導(dǎo)致中控設(shè)備被入侵浪涌損壞。l 預(yù)埋管采用非金屬PVC管，導(dǎo)致雷擊時(shí)埋地信號(hào)線(xiàn)路屏蔽層與外地產(chǎn)生形成大電位差，造成線(xiàn)路損壞。 對(duì)雷害的整改措施：由上可見(jiàn)，若采取的防雷措施不合理或考慮不嚴(yán)密，防雷就不能起到效果。為了完善該系統(tǒng)的防雷性能，應(yīng)按以下措施對(duì)原防雷系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)： 室外球機(jī)處的改進(jìn)措施室外球機(jī)應(yīng)分別裝設(shè)單相電

14、源防雷器、視頻防雷器，控制線(xiàn)防雷器。建議采用專(zhuān)為攝像機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用的一體化避雷器。 l 室外球機(jī)端的避雷器應(yīng)盡量靠近球機(jī)安裝，從防雷器到球機(jī)的線(xiàn)路長(zhǎng)度（包括接地線(xiàn)）越短越好。l 球機(jī)的金屬外罩、信號(hào)線(xiàn)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(xiàn)形成可靠電氣通路，保證接地良好。 機(jī)房處的改進(jìn)措施 從外引入的視頻線(xiàn)及控制線(xiàn)，在接入設(shè)備前必須安裝相應(yīng)的信號(hào)防雷器，防雷器的接地引線(xiàn)應(yīng)盡量短。l 埋地進(jìn)入機(jī)房的信號(hào)金屬導(dǎo)線(xiàn)，金屬管與帶屏蔽導(dǎo)線(xiàn)的金屬屏蔽層，應(yīng)在引入室內(nèi)處進(jìn)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）。 其他接地措施 條件允許時(shí)，室外通

15、訊線(xiàn)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(zhǎng)應(yīng)保持電氣連接。 l 當(dāng)室外攝像機(jī)采用就地接地時(shí)，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。 l 條件允許時(shí)，應(yīng)采用埋設(shè)截面足夠大的扁鐵或鋼筋，將室外攝像機(jī)接地與中控室接地網(wǎng)連通，以實(shí)現(xiàn)共地。 l 當(dāng)室外攝像機(jī)接地條件不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)采用光纖通訊，以避免因金屬導(dǎo)線(xiàn)跨越兩個(gè)地網(wǎng)而引起的過(guò)電壓。防雷設(shè)備從類(lèi)型上看大體可以分為：電源防雷器、電源保護(hù)插座、天饋線(xiàn)保護(hù)器、信號(hào)防雷器、防雷測(cè)試工具、測(cè)量和控制系統(tǒng)防雷器、地極保護(hù)器。電源防雷器分為B、C、D三級(jí)。依據(jù)IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)的分區(qū)防雷、多級(jí)保護(hù)的理論，B級(jí)防雷屬于第一級(jí)防雷

16、器，可應(yīng)用于建筑物內(nèi)的主配電柜上；C級(jí)屬第二級(jí)防雷器，應(yīng)用于建筑物的分路配電柜中；D級(jí)屬第三級(jí)防雷器，應(yīng)用于重要設(shè)備的前端，對(duì)設(shè)備進(jìn)行精細(xì)保護(hù)。通信線(xiàn)信號(hào)防雷器在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，依據(jù)IEC 61644的要求，分為B、C、F三級(jí)。B級(jí)（Base protection）基本保護(hù)級(jí)（粗保護(hù)級(jí)），C級(jí)（Combination protection）綜合保護(hù)級(jí)，F(xiàn)級(jí)（Medium&fine protection）中等/精細(xì)保護(hù)級(jí)。優(yōu)點(diǎn)：種類(lèi)型號(hào)多，防護(hù)齊全。缺點(diǎn)：產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較高。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(hù)系統(tǒng)均應(yīng)有可靠、有效

17、的接地。接地系統(tǒng)亦是防雷保護(hù)的必要組成部分之一。安防監(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(dú)立于監(jiān)控機(jī)房所在建筑物的前端設(shè)備均須設(shè)有獨(dú)立接地。但在此需要特別指出的是：無(wú)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(gè)接地系統(tǒng)之間應(yīng)做等電位連接。施工時(shí)沿墻敷設(shè)應(yīng)注意的問(wèn)題：許多布線(xiàn)人員，因?qū)Ψ览字R(shí)了解有限，或者圖簡(jiǎn)單方便，習(xí)慣于將戶(hù)外走線(xiàn)線(xiàn)路與建筑物避雷帶、引下線(xiàn)相互捆綁。方便了工程施工與美觀(guān)的同時(shí)，也帶來(lái)了較大的防雷安全隱患。這一點(diǎn)是值得重視和注意的。為減小雷害風(fēng)險(xiǎn)，任何導(dǎo)線(xiàn)/金屬線(xiàn)路均應(yīng)盡可能避免與直擊雷防護(hù)系統(tǒng)平行捆扎，而應(yīng)依有關(guān)規(guī)范要求

18、合理布線(xiàn)。目前安防工程防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則一般依據(jù)如下：雷擊破壞途徑： 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(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。l 直擊雷：雷電直接擊在露天的攝像機(jī)上造成設(shè)備損壞；雷電直接擊在架空線(xiàn)纜上造成線(xiàn)纜熔斷。 l 雷電波侵入：CCTV的電源線(xiàn)、信號(hào)傳輸或進(jìn)入監(jiān)控室的金屬管線(xiàn)遭到雷擊或被雷電感應(yīng)時(shí)，雷電波沿這些金屬導(dǎo)線(xiàn)侵入設(shè)備，造成電位差使設(shè)備損壞。 雷電感應(yīng)：當(dāng)l雷擊中避雷針時(shí)，在引下線(xiàn)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬變電磁場(chǎng)。處在電磁場(chǎng)中的監(jiān)控設(shè)備和傳輸線(xiàn)路會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。 當(dāng)有帶電的雷云出現(xiàn)時(shí)，在雷云下面的建筑物和傳輸線(xiàn)路上都會(huì)感應(yīng)出與雷云相反的電荷。這種感應(yīng)

19、電荷在低壓架空線(xiàn)路。第二章雷電現(xiàn)象、特性及參數(shù)現(xiàn)代防雷保護(hù)包括外部防雷保護(hù)(建筑物或設(shè)施的直擊雷防護(hù))和內(nèi)部防雷保護(hù)(雷電電磁脈沖的防護(hù))兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護(hù)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(guò)電壓以及系統(tǒng)操作過(guò)電壓侵入設(shè)備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無(wú)法保證的。第一節(jié)雷電的概念與對(duì)信號(hào)設(shè)備危害雷電的產(chǎn)生雷電是自然界中一種常見(jiàn)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(rèn)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(fù)電荷的小水滴。當(dāng)正負(fù)電荷累積達(dá)到一定的電荷值時(shí)，會(huì)在帶有不同極性的云團(tuán)之間以及云團(tuán)對(duì)地之

20、間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生云團(tuán)對(duì)云團(tuán)和云團(tuán)對(duì)地的放電過(guò)程，這就是通常所說(shuō)的閃電和響雷。具體來(lái)說(shuō)，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。一般云的頂部帶正電，底部帶負(fù)電，兩種極性不同的電荷會(huì)使云的內(nèi)部或云與地之間形成強(qiáng)電場(chǎng)，瞬間劇烈放電爆發(fā)出強(qiáng)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(qiáng)，溫度可驟升至2萬(wàn)攝氏度，氣壓突增，空氣劇烈膨脹，人們便會(huì)聽(tīng)到爆炸似的聲波振蕩，這就是雷聲。而對(duì)我們生活產(chǎn)生影響的，主要是近地的云團(tuán)對(duì)地的放電。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，近地云團(tuán)大多是負(fù)電荷，其場(chǎng)強(qiáng)最大可達(dá)20kV/m。雷電的危害雷暴可以使鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備損壞或失效，影響列車(chē)運(yùn)行的正常秩序，同

21、時(shí)帶來(lái)較大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。由雷暴造成的自然災(zāi)害被稱(chēng)為雷害。導(dǎo)致鐵路信號(hào)系統(tǒng)雷害的有雷電直擊（或稱(chēng)直擊雷）和雷電感應(yīng)（或稱(chēng)感應(yīng)雷）。雷電直擊是雷云直接通過(guò)地面物體放電并產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和信號(hào)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(qiáng)大電磁場(chǎng)在鄰近鐵路信號(hào)系統(tǒng)導(dǎo)線(xiàn)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(guò)電壓和過(guò)電流幅值并不太高，但由于現(xiàn)代鐵路信號(hào)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(guò)電壓和過(guò)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(diǎn)周?chē)霃?km左右都會(huì)產(chǎn)生雷電電磁脈沖。雷電感應(yīng)是鐵路信號(hào)設(shè)備防護(hù)的重點(diǎn)，因此，鐵路信

22、號(hào)防雷設(shè)備主要用來(lái)防止雷電感應(yīng)造成的雷害。雷電具有很大的破壞力和多種破壞作用。雷電對(duì)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(shí)所顯示的各種物理效應(yīng)和作用。(一) 電效應(yīng)落地雷具有數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)、數(shù)千萬(wàn)伏特的沖擊電壓，足以燒毀電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等設(shè)備及電氣線(xiàn)路，引起絕緣擊穿而發(fā)生短路，從而影響信號(hào)設(shè)備的正常使用。(二) 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(dá)數(shù)萬(wàn)安培至10萬(wàn)安培。當(dāng)這種強(qiáng)大的“雷擊電流”通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換為大量的熱能。雷擊點(diǎn)的熱能通常為5002000J，嚴(yán)重時(shí)能夠擊穿信號(hào)電纜，造成混線(xiàn)

23、故障而影響行車(chē)。(三) 機(jī)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(shí)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(qiáng)大的機(jī)械壓力，致使雷擊物遭受?chē)?yán)重破壞。(四) 靜電效應(yīng) 鐵路信號(hào)設(shè)備防雷的重要性雷云放電，云與大地的電場(chǎng)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(duì)地靜電感應(yīng)電壓。靜電感應(yīng)電壓往往高達(dá)幾萬(wàn)伏特，可以擊穿數(shù)十厘米的空氣間隙而發(fā)生火花放電。(五) 電磁感應(yīng)具有很高電壓和很大電流，發(fā)生時(shí)間極短的雷電，在它周?chē)臻g將產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)。處于這一磁場(chǎng)中的導(dǎo)體感生出較大的電動(dòng)勢(shì)，還會(huì)在閉合回路的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果導(dǎo)體中有的地方接觸電阻較大時(shí)，就會(huì)局部發(fā)

24、熱或發(fā)生火花放電。(六) 雷電波侵入當(dāng)雷擊架電力線(xiàn)路、金屬管路時(shí)，產(chǎn)生的沖擊電壓使雷電波沿著線(xiàn)路或管道迅速傳播，當(dāng)侵入建筑物內(nèi)時(shí)，可造成分配電裝置和電氣線(xiàn)路絕緣擊穿而產(chǎn)生短路。此種雷電災(zāi)害占整個(gè)雷電災(zāi)害的50%70%以上。(七) 反擊當(dāng)建筑物或構(gòu)筑物防雷裝置等遭受雷擊時(shí)，其內(nèi)外的電氣線(xiàn)路、金屬管道等可具有很高的電壓，如其間距較近時(shí)，可產(chǎn)生火花放，電這種現(xiàn)象叫做反擊。反擊可能引起電氣絕緣破壞，金屬管路燒穿等。雷電的概念在雷雨季節(jié)里，常會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的光和聲，這就是人們常見(jiàn)的雷電。雷電是一種大氣中放電的現(xiàn)象，雖然放電作用時(shí)間短，但放電時(shí)產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)伏至數(shù)十萬(wàn)伏沖擊電壓，放電電流可達(dá)幾十到幾十萬(wàn)安培，電弧溫

25、度也可達(dá)幾千度以上，對(duì)建筑群中高聳的建筑物及尖形物、空曠區(qū)內(nèi)孤立物體以及特別潮濕的建筑物、屋頂內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的建筑物及露天放置的金屬設(shè)備等有很大威脅，可能引起倒塌。起火等事故。特別是在華南地區(qū)，年雷暴日常會(huì)達(dá)到80天甚至更多，頻繁的雷擊會(huì)造成生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。由于暖濕空氣的劇烈運(yùn)動(dòng)，天空中的云層可以帶電。帶異性電荷的雷云間會(huì)發(fā)生云間放電，天空中雷云會(huì)對(duì)大地放電，以達(dá)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(chēng)雷電。中國(guó)是一個(gè)多雷暴的國(guó)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80左右，有的地方雷暴日還

26、可達(dá)100以上。雷電從發(fā)生到結(jié)束作用時(shí)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(chēng)為浪涌（surge），雷電又被稱(chēng)為雷浪涌。雷電的危害一般分為兩類(lèi)：一是雷直接擊在建筑物上發(fā)生熱效應(yīng)作用和電動(dòng)力作用；二是雷電的二次作用，即雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。因此我們要作好防雷措施。因此安裝在鐵路信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)防雷設(shè)備必須保證信號(hào)系統(tǒng)的正常工作，在雷電電磁脈沖侵入時(shí)應(yīng)能及時(shí)限制雷電壓和將雷電流引導(dǎo)入地。雷電引起的雷擊是夏季常見(jiàn)的一種自然現(xiàn)象。雷電對(duì)于人類(lèi)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(shù)木、大地、防雷裝置或人體，直接雷擊聲光并發(fā)，咄咄逼人，老

27、幼皆知；雷電波侵入是指雷電對(duì)架空線(xiàn)路和金屬管線(xiàn)作用，雷電波可能沿著這些管線(xiàn)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(jué)，后果嚴(yán)重，直接雷擊與感應(yīng)雷擊破壞的對(duì)象不同，直擊雷主要擊壞放電通路上的建筑物、輸電線(xiàn)，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(hù)、電視機(jī)遭受雷擊事件，就是感應(yīng)雷擊、雷電波侵入所造成的。專(zhuān)家提醒，感應(yīng)雷擊正呈明顯上升趨勢(shì)，80%的雷擊事故都是由它引起的，但目前人們對(duì)這種隱性雷電災(zāi)害的認(rèn)識(shí)比較差，不少人沒(méi)有意識(shí)到要防護(hù)，該怎么防護(hù)。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(rèn)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(guān)念要改變，城鎮(zhèn)防雷重點(diǎn)應(yīng)在防止“感應(yīng)雷擊”上。 感應(yīng)雷擊是由于雷雨云的