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鐵路信號防雷設備

發布時間:2011-03-17 作者: 來源:人民鐵道網 字號:

鐵路信號防雷設備(lightning protective device for railway signaling system) 保護鐵路信號系統設備免遭雷暴產生的電磁脈沖損害的裝置。

安裝在鐵路信號系統內的信號防雷設備必須保證信號系統的正常工作,在雷電電磁脈沖侵入時應能及時限制雷電壓和將雷電流引導入地。

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象即為雷暴。雷暴的本質是電現象,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,有的地方雷暴日還可達100以上。雷電從發生到結束作用時間極短,一般僅若干微秒,是一種瞬態現象。人們將瞬態現象稱為浪涌(surge),雷電又被稱為雷浪涌。

雷暴可以使鐵路信號系統設備損壞或失效,影響列車運行的正常秩序,同時帶來較大的直接和間接經濟損失。由雷暴造成的自然災害被稱為雷害。導致鐵路信號系統雷害的有雷電直擊(或稱直擊雷)和雷電感應(或稱感應雷)。雷電直擊是雷云直接通過地面物體放電并產生電效應、熱效應和信號系統設備雷害的主要原因。雷電感應是雷電放電的強大電磁場在鄰近鐵路信號系統導線或系統設備內產生的電磁感應脈沖,該電磁感應脈沖產生的過電壓和過電流幅值并不太高,但由于現代鐵路信號系統設備采用了大量微電子設備,微電子設備耐過電壓和過電流的能力很低,雷電感應引起的電磁感應脈沖可以造成雷害。雷電感應發生概率較大,一般雷電直擊點周圍半徑1km左右都會產生雷電電磁脈沖。雷電感應是鐵路信號設備防護的重點,因此,鐵路信號防雷設備主要用來防止雷電感應造成的雷害。

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。

主要方法 泄流、限幅和堵塞是防止雷電侵入電氣和電子設備的主要方法。

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備。

限幅 采用氧化鋅壓敏電阻器、瞬態二極管或閘流管等固體器件將可能進入電氣和電子設備的雷電壓幅值限制到被保護設備可以耐受的水平以下,防止雷過電壓擊穿電氣和電子設備。

一般防雷保安器按照泄流或限幅原理設計,也有的防雷保安器綜合了泄流和限幅原理。

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,只有少量雷電漏入電氣或電子設備。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備的威脅。

目前,世界各國都在將鐵路信號防雷設備標準化、單元化和系列化。

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