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铁路信号防雷设备

发布时间:2011-03-17 作者: 来源:人民铁道网 字号:

铁路信号防雷设备(lightning protective device for railway signaling system) 保护铁路信号系统设备免遭雷暴产生的电磁脉冲损害的装置。

安装在铁路信号系统内的信号防雷设备必须保证信号系统的正常工作,在雷电电磁脉冲侵入时应能及时限制雷电压和将雷电流引导入地。

雷暴及其危害 由于暖湿空气的剧烈运动,天空中的云层可以带电。带异性电荷的雷云间会发生云间放电,天空中雷云会对大地放电,以达到中和云层中电荷的目的。带电雷云放电这一极普通的自然现象即为雷暴。雷暴的本质是电现象,因此雷暴又称雷电。中国是一个多雷暴的国家,大部分地区年平均雷暴日在40以上,广东、广西、福建、云南、海南等地平均雷暴日在80左右,有的地方雷暴日还可达100以上。雷电从发生到结束作用时间极短,一般仅若干微秒,是一种瞬态现象。人们将瞬态现象称为浪涌(surge),雷电又被称为雷浪涌。

雷暴可以使铁路信号系统设备损坏或失效,影响列车运行的正常秩序,同时带来较大的直接和间接经济损失。由雷暴造成的自然灾害被称为雷害。导致铁路信号系统雷害的有雷电直击(或称直击雷)和雷电感应(或称感应雷)。雷电直击是雷云直接通过地面物体放电并产生电效应、热效应和信号系统设备雷害的主要原因。雷电感应是雷电放电的强大电磁场在邻近铁路信号系统导线或系统设备内产生的电磁感应脉冲,该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不太高,但由于现代铁路信号系统设备采用了大量微电子设备,微电子设备耐过电压和过电流的能力很低,雷电感应引起的电磁感应脉冲可以造成雷害。雷电感应发生概率较大,一般雷电直击点周围半径1km左右都会产生雷电电磁脉冲。雷电感应是铁路信号设备防护的重点,因此,铁路信号防雷设备主要用来防止雷电感应造成的雷害。

防雷器件 包括电源线防雷保安器、信号线防雷保安器、电源线防雷变压器、轨道防雷变压器、电源防雷低通滤波器等。防雷保安器是浪涌保护器SPD(Surge Protective Device)中用来防护雷浪涌的一种。

主要方法 泄流、限幅和堵塞是防止雷电侵入电气和电子设备的主要方法。

泄流 通常采用金属陶瓷放电管等放电器件将可能进入电气和电子设备的雷电流大部分泄放到大地中去,以减少雷过电流烧毁电气或电子设备。

限幅 采用氧化锌压敏电阻器、瞬态二极管或闸流管等固体器件将可能进入电气和电子设备的雷电压幅值限制到被保护设备可以耐受的水平以下,防止雷过电压击穿电气和电子设备。

一般防雷保安器按照泄流或限幅原理设计,也有的防雷保安器综合了泄流和限幅原理。

堵塞 采用防雷变压器或低通波器的方法。防雷变压器实际是一种特殊的隔离变压器,它可将大部分雷电堵塞在外线侧,只有少量雷电漏入电气或电子设备。电源防雷低通滤波器的原理是让50 Hz的低频交流电顺利通过,而使频率较高的雷电有较大的衰耗,起到堵塞雷电的作用,减少了雷电对电气或电子设备的威胁。

目前,世界各国都在将铁路信号防雷设备标准化、单元化和系列化。

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