设备管理车站信号设 备综合防雷工程技术 方案 设备管理车站信号设 备综合防雷工程技术 方案 目录目录 一总则一总则 1 概述 2 综合防雷设计引用标准及规范 3 综合防雷系统设计指导思想 二雷电的形成机理及防护的基本概念二雷电的形成机理及防护的基本概念 1 雷电的形成及危害 2 雷电电磁脉冲侵入信号设备的主要途径 3 雷电分区防护的概念 4 综合雷电防护的基本技术 三综合防雷系统防护措施三综合防雷系统防护措施 1 综合防雷系统概述 2 综合防护措施 四防雷工程技术方案四防雷工程技术方案 1 改善信号楼机房所处电磁环境 2 分区分级防雷保安器的设置 3 合理布线的技术要求 五防雷工程技术要求五防雷工程技术要求 1 铁路信号设备用防雷元件的基本要求 2 应用 SPD 的技术要求 3 安装 SPD 的技术要求 4 引用导线规格要求 六防雷系统的维护和管理六防雷系统的维护和管理 1 防雷系统的维护 2 防雷系统的管理 一总则一总则 1 概述1 概述 随着铁路设备的更新换代，铁路信号微电子设备得以广泛应用，在积极推动 信号技术装备现代化进程的同时，随着电务系统电子设备的普及，雷电对电务设 备的影响亦越来越大，直接影响到行车安全和效率。 计算机联锁系统是微电子技术在车站联锁系统的应用，雷电侵袭设备的后果 严重，一旦发生设备雷击损坏的情况，不但造成较大的经济损失，威胁信号楼机 房设备和维护人员的人身安全，而且还对铁路系统调车编组的正常运转造成较大 的影响，因此原有基于继电联锁的雷电防护已不适应新设备应用的需要，这就对 防雷设计提出了更高的要求，因此针对雷电防护的专项工程必须全面考虑雷电侵 害的影响，进行系统的、立体的综合防护。 全路电务跨越式发展工作会议明确指出，传统的防雷系统设计标准低，元件 质量差，要求全面加强信号系统防雷，增强信号系统的雷电防护能力。 为统一铁路信号设备电磁兼容性及雷电电磁脉冲的防护标准，提高信号设备 抵抗电磁干扰能力， 防止或降低雷电的危害， 保证信号设备安全工作， 铁道部 2006 年 4 月制定了铁运（2006） 26 号铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指 导意见 。 我们公司多年来一直从事系统防雷的研究，目前已经形成一套完善的防护系 统，公司具有专业防雷乙级设计、施工资质，拥有多支经验丰富的防雷工程施工 队伍。我们公司还是目前唯一一家通过“铁路信号微电子设备防雷系统”部级技 术鉴定的单位。 2综合防雷设计引用标准及规范2综合防雷设计引用标准及规范 2.1 铁运（2006）26 号铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见2.1 铁运（2006）26 号铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见 为统一铁路信号设备电磁兼容性及雷电电磁脉冲的防护标准，提高信号设备 抵抗电磁干扰能力， 防止或降低雷电的危害， 保证信号设备安全工作， 铁道部 2006 年制定本实施指导意见。 2.2TB/T30742003铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件2.2TB/T30742003铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件 本标准规定了铁路信号设备对雷电电磁脉冲诱发的过电压和过电流安全防 护的基本原则和防护技术要求。不考虑雷电直接击中信号设备的防护。 本标准适用于铁路信号设备本身对雷电电磁脉冲诱发的过电压和过电流的 防护，不适用于铁路信号设备所处场地建筑物对直击雷的防护。 2.3TB/T23112002铁路电子设备用防雷保安器2.3TB/T23112002铁路电子设备用防雷保安器 本标准规定了铁路电子设备用防雷保安器的定义、分类、技术要求、试验方 法、检验规则、标志、包装、运输和储存。 本标准适用于含有电子及微电子器件的铁道通信设备、信号设备、计算机信 息系统设备为防止雷电电磁脉冲感应过电压损害的防雷保安器的制造、维修和检 验。 2.4GB5005794（2004 版） 建筑物防雷设计规范2.4GB5005794（2004 版） 建筑物防雷设计规范 为使建筑物（含构筑物）防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷 击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理， 制定本规范。 本规范适用于新建建筑物的防雷设计。建筑物防雷设计除应执行本规范的规 定外，还应符合国家现行有关标准和规范的规定。 2.5GB503432004建筑物电子信息系统防雷技术规范2.5GB503432004建筑物电子信息系统防雷技术规范 本规范主要对微电子信息系统综合防雷工程的设计、施工、验收、维护与管 理作出规定和要求。 2.6GB5017493电子计算机机房设计规范2.6GB5017493电子计算机机房设计规范 为使电子计算机机房设计确保电子计算机系统稳定可靠运行，保障机房工作 人员有良好的工作环境，做到技术先进、经济合理、安全使用、确保质量，制定 本规范。 本规范适用于陆地上新建、改建和扩建的主机房建筑面积大于或等于 140M2 的电子计算机机房设计。 2.7 铁运200014 号中国铁道部技术标准信号维护规则2.7 铁运200014 号中国铁道部技术标准信号维护规则 本标准为信号设备维护技术标准的基本规章，是维护及评定质量的依据。 本标准适用于标准轨距营业铁路的信号设备，主要为铁路技术管理规程 第三章中规定的内容。 2.8IEC613121雷电电磁脉冲的防护第一部分：一般原则2.8IEC613121雷电电磁脉冲的防护第一部分：一般原则 本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、 安装、 检查、维护提供信息。 2.9IEC613122雷电电磁脉冲的防护第一部分：建筑物在受到直接雷击和邻 近雷击情况下内部的电磁场 2.9IEC613122雷电电磁脉冲的防护第一部分：建筑物在受到直接雷击和邻 近雷击情况下内部的电磁场 本标准提供在直接雷击和邻近雷击情况下，对装有信息系统（如电子系统） 的建筑物评估其抗 LEMP 屏蔽措施的效率的方法。 3 综合防雷系统设计指导思想3 综合防雷系统设计指导思想 3.1 整体防护，综合防护概念； 3.2 分区防护、分级、分设备防护； 3.3 技术先进，安全可靠，符合故障导向安全原则； 3.4 系统维护少，维修成本低； 3.5 系统结构简单，现场设备少，方便施工。 二雷电的形成机理及防护的基本概念二雷电的形成机理及防护的基本概念 1 雷电的形成及危害1 雷电的形成及危害 1.1 自然界强大的脉冲放电过程，雷电除直击雷造成的危害外，伴随雷电流发生 过程，会在一维通道四周的三维空间引发强烈瞬变的雷电电磁脉冲（LEMP） 。 1.2 无论是闪电在空间的先导通道或回击通道中闪电产生的迅变电磁场，还是闪 电进入地上建筑物的避雷针系统以后所产生瞬变的电磁场，都会在空间一定范围 产生电磁作用，在三维空间范围里对一切电子设备发生作用。 1.3 随着计算机和计算机网络系统等微电子设备的发展，对磁场的敏感程度又有 提高，给人们造成的影响是雷暴日没有增加但雷害却呈上升趋势。 2 雷电电磁脉冲侵入信号设备的主要途径2 雷电电磁脉冲侵入信号设备的主要途径 2.1 直击雷：雷电直击信号设备附近的构筑物、地面突出物或大地时，LEMP 在信 号系统中产生过电压和过电流。 2.2 感应雷：雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可使各 金属部件之间产生火花。 2.3 雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些 管线、线路传导侵入信号系统内的过电压和过电流。 2.4 地电位反击：雷击时，雷电流进入接地装置引起地电位升高，由于各接地体 间电位不等，在信号系统接地导体和其它导体间产生的反击。 雷电电磁脉冲侵入信号设备的主要途径 3 雷电分区防护的概念3 雷电分区防护的概念 分区防护是指以 IEC61312雷电电磁脉冲的防护 为标准，将雷电保护区域 划分为几个保护区， 不同防护区域根据电磁兼容要求， 确定防雷保安器安装位置， 根据不同的设备，选择不同规格不同等级的防雷保安器，保证使各个区域分界处 的雷电冲击能量依次递减，最终保证设备所受到的冲击低于其承受水平，达到雷 电防护的目的，雷电防护区可按如下划分： 3.1LPZ0A（直击雷非防护区）：3.1LPZ0A（直击雷非防护区）： 本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直 接雷击，本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。 3.2LPZ0B（直击雷防护区）：3.2LPZ0B（直击雷防护区）： 本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于所选 滚球半径雷电流直接雷击，但本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露 的直击雷防护区。 3.3LPZ1（第一屏蔽防护区）：3.3LPZ1（第一屏蔽防护区）： 本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比 LPZ0B 区进一步减 小，且由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减，一 般为加设了外部屏蔽的信号楼内。 3.4LPZ2（第二屏蔽防护区）：3.4LPZ2（第二屏蔽防护区）： 为进一步减小所导引的电流或电磁场而增设的后续防护区，如设屏蔽的微机 机房，屏蔽可把闪电引起的脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来。 4 综合雷电防护的基本技术4 综合雷电防护的基本技术 4.1 传导（Conducting）4.1 传导（Conducting） 传导是外部防护、防范直接雷击的主要措施。接闪器（避雷针、避雷带和避 雷网）将闪电的巨大能量引导到大地下消耗掉，不使它对被保护的对象产生破坏 作用。但是引导闪电入地的导线上要通过巨大雷电电流，会产生感应电磁场，也 可能损坏设备。传导技术必须与其他防雷措施综合使用，才能使被保护的设备处 于安全状态。 4.2 分流（Dividing）4.2 分流（Dividing） 即暂态等电位连接，对于远处落雷产生的雷电电磁脉冲在电力线、电话线、 信号线或者这类电缆的金属外套等上感应的沿导线入侵的电压波，用防雷保安器 分流入地。针对不同的站（场）和信号电路结构，需要考虑选用不同的优质防雷 保安器（SPD） 。 4.3 接地（Grounding）4.3 接地（Grounding） 接地是将雷电流的能量泄放入地，要求接地电阻小，是防雷工作的重点、难 点。在信号楼的建设中，一定要有一个良好的接地系统，因所有防雷系统都需要 通过接地系统把雷电流泄入大地，从而保护设备和人身安全。如果接地系统做得 不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全。 另外还有防干扰的屏蔽问题、防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解 决。 一般信号楼的接地系统有：防雷地、安全地、屏蔽地、逻辑地等，有的还要 求另设专用独立地，然而，各地必须独立时，如果相互之间距离达不到规范要求 的话，则容易出现地电位反击事故。因此，系统防雷采用的共用接地系统，如实 际情况不允许直接连接的，可通过电位均衡器实现等到电位连接。 4.4 屏蔽（Shielding）4.4 屏蔽（Shielding） 用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，把闪电的脉冲电 磁场从空间入侵的通道阻隔起来。 4.5 等电位连接（Bonding）4.5 等电位连接（Bonding） 将各种金属物用金属导体连接，以保证等电位,消除电位差。等电位连接是 防雷措施中极为关键的一项，可以消除因地电位骤然升高而产生的“反击” 。等 电位连接是内部防雷措施的一部分，是用连接导线或过电压（电涌）保护器，将 处在需要防雷空间内的防雷装置和建筑物的金属构架、金属装置、外来导线、电 气装置、电信装置等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位， 其目的在于减少雷电流所引起的电位差。 三综合防雷系统防护措施三综合防雷系统防护措施 1 综合防雷系统概述1 综合防雷系统概述 综合防雷系统是指建筑物采用外部和内部防雷措施构成的防雷系统，根据铁 运（2006）26 号文件铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见， 铁路信号设