雷击对铁路信号系统的影响探讨
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摘 要：铁路是一种应用范围较广的交通运输形式，具有价格低廉、载客量大、方便快捷的特点。当前，我国铁路建设已经取得了较突出的成就，铁路网络四通八达，不仅为人们的出行提供了便利，还促进了国民经济的发展。铁路信号系统是铁路总系统中的一个重要的组成部分，它能够保证铁路的正常运营，但是也容易受到多种因素的影响，如雷击、暴雨等。因此，本文基于以上情况，探讨了雷击对铁路信号系统的影响，并提出了部分改善建议，希望能够为铁路交通运输的发展贡献一份力量。
关键词：雷击；铁路信号系统；影响分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.15.164
0 引言
火车和高铁是人们远距离出行的首选交通方式，近年来，我国不断加大对铁路系统的建设力度，在资金上也提供了较多的支持，促进了铁路交通系统的进步。但是，由于起步较晚，发展时间短，铁路系统还存在着各种各样的问题，尤其是铁路信号系统，很容易受到环境因素的影响，导致铁路事故频频发生。因此，需要对铁路信号系统进行研究和分析，找出影响因素，并提出补救措施。
1 雷击对铁路信号系统的影响分类
雷击对铁路信号系统的影响主要分为六类，即电磁脉冲、电磁感应、轨道电路、冲击波、雷电浪涌和直接雷击[1]。首先，电磁脉冲指的是雷电正面集中铁路信号系统时所产生的雷电电池脉冲现象，主要原因是安装了铁路信号系统的建筑物或者铁路信号系统附近的其他物体没有对抗雷电的能力，使得雷击作用在信号系统内，形成不稳定电流或者电压，这种电磁冲脉会损害信号设备，破坏信号系统的秩序，危害很大。第二，电磁感应是铁路信号在传输过程中受到雷电侵扰的现象，又叫做感应雷，主要是铁路信号线路、电力线和信号设备之间的连接出现问题引起的。第三，轨道电路，由于铁路信号系统的轨道电线设置的高度较高，超出了地面，在遇到地形条件较复杂或者气候恶劣的区域时，就容易受到环境的影响，成为雷击的对象。第四，冲击波，冲击波和轨道电路是相互联系的，当雷电击中突出的轨道电路时，高速行驶的雷电电流就会形成一种破坏力较强的冲击波，这种电波可以通过高压避雷针或者击穿变压器进行转化处理，形成一种电容耦合的流通方式，这样就能够大幅度的降低电流和电压的能量，保证信号电源设备不受电波的影响。第五，雷电浪涌，指的是雷击在破坏铁路信号系统的同时，把携带的一部分电流传送到与铁路信号系统相联系的计算机系统内，对整个铁路系统产生不良作用的现象。雷电浪涌的危害力最大，雷击发生时，铁路信号系统本身和附近的电子设备甚至手机都会成为被侵害的对象，破坏范围广，且速度较快，很难预防。第六，直接雷击，指的是雷电对一定区域内的建筑物、钢轨、电线线路、电子设备等进行大规模的直接破坏，阻断信号传输的线路，危害较大。
2 雷击影响铁路信号系统的主要途径
雷击对铁路信号系统进行破坏主要从3个方面入手，交流电源、轨道电路、电缆通道。交流电源位于铁路系统的高低压绝缘层下方，如果避雷针、高压变压器等设备发生故障，雷电就能够直接到达交流电源系统。目前很多铁路信号系统大多选用导电的钢铁作为建设材料，尤其是轨道电路，通常是大面积裸露的钢轨，很容易受到雷电波的影响，而且，由于钢轨的导电性能较强，它在接受雷击时还会将一定的电压和电流传送到其他设备中，对其他器材造成了破坏。另外，电缆通道也是雷击发生作用的主要方式，尤其是一些地下电缆，最常发生，主要原因是云层与土地之间能够通过放电产生一种垂直电厂或者水平电场[2]，这时地下电缆如果存在破绽，就会成为雷击破坏铁路线好系统内部的有效工具。
3 铁路系统降低或避免雷击影响的有关措施
3.1 安装防雷设备
防雷设备主要指的是避雷针、避雷线、避雷网等，其中，避雷针的应用范围最广，尤其是在一些面积较小的工程或者建筑物上，能够起到较好的保护作用，且较为常见，费用较低。避雷线和避雷针的区别在于它和普通的电线很相似，通常被悬挂在需要保护的物体之上，需要注意的是，它的保护范围比较小，而且悬挂的方式也有一定的要求。避雷网是扩大了的避雷线，它的优点是扩大了避雷的保护范围，缺点是费用较高。
3.2 优化室外环境
优化室外环境，应该及时的将铁路信号系统的外部电缆、设备和钢轨等进行屏蔽覆盖处理，增加雷电流通的阻力，保证铁路信号系统和周围环境的安全。工作人员应该树立起一定的安全意识，及时清理建筑物附近能够导电的物品，特殊天气内不使用手机、电话等通讯设备，阻断雷电电流和铁路信号系统之间的联系，叨叨防雷的效果。
3.3 加强室内放雷
首先，应该对加强对电源系统的保护，及时修补线路漏洞，对一些低压线路安装适当的低压保护设备，建立一个完整的绝缘层组织雷电电流的涌入。进行室内保护时，应该将重点放到核心电子机柜上，做好检查和维修工作[3]。计算机系统掌控着整个铁路信号系统，且各线路之间连接方式较为复杂，一旦受到影响，维修起来难度较大。因此，应该保证计算机系统和室内室外之间连接线路的安全，适当的增设防护网，增强屏蔽性能。
4 结束语
雷击对铁路信号系统的影响类型较多，途径较广，一旦出现线路或者环境上的漏洞，就很容易增大被雷击中的可能性。因此，应该尽快对铁路信号系统进行检查和维修，增设屏蔽保护设备，创建安全的室内室外环境，阻断雷电与系统之间的联系，最大限度的降低雷击危害。
参考文献：
[1]卢剑锋.雷击对铁路信号系统的影响研究[J].电子技术与软件工程，2015（08）：57.
[2]卢萍，沈怀密，王建福.雷击对铁路信号系统的影响分析[J].城市道桥与防洪，2015（10）：210-212+25.
[3]董跃林.试析雷击对铁路信号系统的影响[J].中国新通信，2014（11）：8.
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