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地铁系统防雷装置的设计分析 尚磊摘要:地铁系统虽然高度集成了电气、机电、电子等诸多技术系统,但弱电系统最为关键,直接关乎地铁系统的正常运行,但同时也是最容易受到雷电干扰的部分。对此,笔者从地铁系统防雷设计的意义出发,重点分析了防雷装置的设计要点,希望有助于地铁系统防雷水平的提升。关键词:地铁系统;防雷装置;设计不可否认,地铁的发展的确便捷了我们的生活,但这是以其安全可靠的运行为前提的,可是现实中的地铁系统对雷电极为敏感,且影响大、危险性高。这就要求我们要格外重视地铁系统防雷问题,并切实强化防雷装置设计,为地铁系统提供有效的安全保障。一、地铁系统防雷的意义所在地铁系统是城市交通轨道交通的重要构成,在缓解城市交通压力中发挥了显著作用,其中基础设施主要包括半地下站和地下站,且地下站与地面站过渡区与地下区间构成了地铁的线路区间,变电站、车辆段、控制中心的建设在一定程度上促进了地铁系统设备的完善。但地铁系统的正常使用还需要控制系统的支持,其作为地铁系统的核心部分,涉及了通信、电气、信号、运行组织等不同的子系统,同时车站内部的机电设备、电子系统、电气系统等控制设施的存在,虽然保证了系统的正常运行,但也是遭受雷击的薄弱环节,尤其是通信、信号等弱电系统,可是一旦受到雷击则会将整个地铁系统置于危险中,严重干扰其安全行驶,故我们必须重视雷电问题,并立足实际,着力提高防雷水平。二、地铁系统防雷装置的设计1.地铁系统防雷要求对于地铁系统防雷装置设计而言,必须满足热稳定、耐腐蚀、机械强度等要求,具体可分为外部防雷和内部防雷,根据相关规定,外部防雷装置有多种形式,如接闪器、引下线、接地装置等;内部防雷装置设计则有等电位连接与共用接地、电涌保护、屏蔽门等,而且不同的防雷装置形式又可根据系统部位的不同加以细分,因此地铁系统防雷装置设计必须注意结合实际情况,保证防雷设计适用、可靠、高效1。2.外部防雷装置首先是使用接闪器。接闪器是专门用于接收直接雷的金属物体,可以是接闪带、接闪杆、金属屋面之一也可能是其组合,不过为了保证防雷效果,一般需要结合实际需求选择不同的接闪器装置,如地面车站多采用接闪带,地下车站出入口位置采用接闪带或自身钢结构,车辆段、控制中心等建筑物也基本采用接闪带,如果采用避雷器则要保证地铁专用,使其各项参数和性能符合防雷设计要求。然后是设置引下线。即与接闪器和接地装置相连的金属导体,目的是以较低的阻抗对接闪器接收的雷电流加以传导分流,进而泄流至地面。考虑到地铁系统部分建筑物体量较小,如地下站出入口、区间变电站等区域,为进一步提升安全防护水平,可以明敷方式专设引下线。最后是接地装置。严格意义讲,地铁系统完整的接地装置应包括接地网、接地引出线以及总接地母排,通常在车辆段、地面站、控制中心等区域设置共用接地系统,即工作接地、电源保护接地、建筑防雷接地等建筑共用自然接地体和人工接地体,接地电阻需控制在1以内,特殊线路阻值可低于0.5;由于地下站及其变电所涉及腐蚀问题,需按照“外引接地极,绝缘引入”的方式加以敷设等。3.內部防雷装置采取电涌保护电涌保护的防护对象主要是信号电路、牵引电源以及动力与照明电源等。,具体可设于UPS整合电源输入柜、交流电源柜(见图1)、智能电源屏、信号室专用电源防雷箱、信号设备室的防雷分线柜、无线子系统基站馈线端、视频信号端口与控制线端口、车辆段以及停车场等诸多位置,此外配以过渡区间、地面区间接触网的火花间隙性避雷器(间隔500m)等,以此增强抵御雷击的能力2。基于共用接地进行等电位连接具体而言,该设计分为三种形式,一是总等电位连接,要求进入至车站及其车辆段等建筑内部金属管道、高架站金属结构、共用接地装置等之间的连接;二是机电设备的等电位连接,要求车辆段、车站区域的风机、冷冻机等机电设备,经扁钢或预留的、连接MEB的接地端子实现等电位连接;三是电子系统的等电位连接,包括通信室、信号室、监控室、屏蔽门、自动售检票室等弱电机房内的LEB;LEB经接地干线与弱电MEB连接;设备以及其他不带电金属体与LEB进行星型连接等,同时为了确保弱电系统等电位能够可靠连接,最好采用两条90mm2以上截面积的接地干线电缆进行敷设,具体可参考某地铁车站的设计(见图2)。结束语:总之,地铁系统的正常运转离不开一系列子系统的配合与支持,为在根本上提高其安全性能,就必须妥善处理防雷问题,即从外部和内部两个方面着手,不断优化接闪器、引下线、接地装置、电涌保护、等电位连接等防雷装置设计,以此提升防护水平,使其更好的抵御雷电侵袭。参考文献:1高用莲.地铁系统防雷装置的设计J.电子技术与软件工程,2018(08):101.2孟军锋.武汉地铁8号线车站防雷接地设计问题探讨J.建筑技术开发,2017,44(21):25-27. -全文完-
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