劉慧瓊

【摘要】如今，城市化進(jìn)程日益加快，高速鐵路發(fā)展受到世界矚目。GSM-R通信系統(tǒng)作為客運(yùn)專(zhuān)線采用的主要通信手段，其應(yīng)用越來(lái)越為普及。但在實(shí)際應(yīng)用中，出于對(duì)節(jié)約土地資源以及檢修維護(hù)等方面的考慮，GSM-R基站頻頻受到雷擊影響。如何可靠防雷，這一問(wèn)題備受鐵路建設(shè)者們的關(guān)注與重視。本文針對(duì)以上相關(guān)問(wèn)題做了詳細(xì)的分析與并提出了解決辦法。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路GSM-R防雷

Introduction to railway GSM - R base station lightning protection Liu Hui-qiong CR11G Electric Engineering Co.，LTD，

Abstract：Nowadays， with the increasing speeding up of urbanization process， the development of the high speed railway attracts the worlds attention. The GSM-R communication system as the main means of communication used in passenger dedicated line， its application is more and more popularity. But considering the issues of the land resources conservation and maintenance considerations In the practical application， the GSM - R base station has often been affected by a lightning strike. The problem that how to make the anti-lighting reliably is worthy of railway buildersattention and care. This article gives the detailed analysis and solutions to solve the above problems.

Keywords：high speed railway； GSM - R； anti-lighting

隨著我國(guó)鐵路大建設(shè)的興起，GSM-R系統(tǒng)逐漸覆蓋了整個(gè)國(guó)內(nèi)鐵路市場(chǎng)。青藏鐵路、膠濟(jì)鐵路、鄭西鐵路、武廣鐵路等多條鐵路通信系統(tǒng)中均引入了GSM-R系統(tǒng)。與此同時(shí)，GSM-R系統(tǒng)逐漸成為了鐵路通信工程的重中之重。隨著該系統(tǒng)的應(yīng)用普及，我們發(fā)現(xiàn)其基站頻頻受到雷擊影響，對(duì)鐵路的安全運(yùn)行極為不利。

一、鐵路GSM-R基站雷災(zāi)原因

1.1基站選址

鐵路GSM-R基站與電信部門(mén)的通信基站不同，它們只需要對(duì)鐵路通過(guò)的地方全方位覆蓋即可。目前，由于考慮到征地及維護(hù)等因素，基站的選址大多選在線路附近，因此局限性較強(qiáng)。甚至有些基站建在了雷擊頻發(fā)區(qū)，從而使雷擊事故多有發(fā)生。

1.2盲目趕工期

部分鐵路項(xiàng)目盲目趕工期，在GSM-R基站建設(shè)完成后未能夠做好相應(yīng)的防雷設(shè)施便直接投入運(yùn)行。同時(shí)，這部分GSM-R基站在投入運(yùn)行之后又未能夠嚴(yán)格執(zhí)行防雷檢測(cè)工作，導(dǎo)致這部分安全隱患無(wú)法得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。一旦受到雷擊癱瘓后，將引發(fā)極為嚴(yán)重的后果。

1.3施工工藝不嚴(yán)格

由于施工人員質(zhì)量責(zé)任心不強(qiáng)，完工后又沒(méi)有很好的自檢抽檢，導(dǎo)致接地不良，主要表現(xiàn)在螺母部件未能夠完全擰緊，或者焊接不牢固，又如焊接處未進(jìn)行防腐處理長(zhǎng)時(shí)間后腐爛斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致接地電阻過(guò)高甚至未接地。

1.4電涌保護(hù)器選型不合理

電涌保護(hù)器的安裝之前應(yīng)根據(jù)耐壓級(jí)別進(jìn)行合理的選型，采取分級(jí)保護(hù)方式。但往往在施工過(guò)程中技術(shù)人員概念模糊，未能進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，從而導(dǎo)致三個(gè)等級(jí)的電涌保護(hù)器混裝，使其失去了能量配合。

1.5等電位連接不規(guī)范

由于國(guó)內(nèi)鐵路均采用綜合接地來(lái)實(shí)現(xiàn)等電位，所以綜合接地的施工質(zhì)量直接影響了防雷效果。一般鐵路的綜合接地電纜隱藏在信號(hào)電纜溝的混凝土包封內(nèi)，其間存在大量虛接。導(dǎo)致雷擊時(shí)，頻頻于電氣連接接縫位置出現(xiàn)明顯的火花放電現(xiàn)象。

二、鐵路GSM-R基站防雷方法

2.1正確的進(jìn)行基站選址

基站選址首先應(yīng)避開(kāi)雷區(qū)，選址前應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件有足夠的了解。其次基站選址不要選在土壤地阻率很高的地方，造成接地電阻很難降低。另外，基站選址應(yīng)避開(kāi)其他構(gòu)造物，如果地網(wǎng)電氣距離不夠，很容易造成地電位反擊。

2.2正確進(jìn)行室外天線鐵塔的防雷施工

鐵路GSM-R基站室外天線鐵塔需要嚴(yán)格按照鐵路GSM-R基站防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)置相應(yīng)的防直接雷擊，以及二次感應(yīng)雷的避雷裝置。同時(shí)，鐵路GSM-R基站室外天線鐵塔頂部位置還需要增設(shè)相應(yīng)的避雷針或者是避雷器部件。此過(guò)程中需要做好相應(yīng)的接地處理：以鍍鋅扁鋼為載體，將其自天線鐵塔的頂部位置一直延伸并接入地下。接入地下?tīng)顟B(tài)下還需要與天線鐵塔的接地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)保持良好連接，保障接地點(diǎn)能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于鐵路GSM-R基站室外天線鐵塔單獨(dú)設(shè)置防雷接地體的狀態(tài)下，需要將接地電阻控制在10Ω內(nèi)。

2.3正確進(jìn)行天饋線系統(tǒng)的安裝

在鐵路GSM-R基站的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，雷電流最容易通過(guò)通信基站室外鐵塔上方所設(shè)置的天饋線系統(tǒng)而被引入通信機(jī)房當(dāng)中。為了能夠避免在通信基站運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，因天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)對(duì)雷電流的引入問(wèn)題，就需要在常規(guī)設(shè)置避雷針、引下線處理的基礎(chǔ)之上，還需要通過(guò)在饋線電纜中端進(jìn)行接地的方式，引導(dǎo)雷電流完全泄入大地當(dāng)中。在有關(guān)天饋線系統(tǒng)的接地與防雷過(guò)程當(dāng)中，需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：endprint

第一，在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，鐵路GSM-R基站天饋線接地夾可設(shè)置的接地位置有以下幾種類(lèi)型：（1）在天饋線電纜離開(kāi)安裝天線鐵塔平臺(tái)后1m單位位置設(shè)置接地；（2）天饋線頂端鐵塔桿塔下部，離開(kāi)鐵塔進(jìn)入室內(nèi)引入防護(hù)鋼管前方1m單位位置設(shè)置接地；（3）于走線架進(jìn)入機(jī)房入口位置，依照就近原則設(shè)置接地。在對(duì)天饋線進(jìn)行接地處理過(guò)程中，對(duì)于桿塔高度在60m單位及以上的情況，還需要與桿塔中部另行設(shè)置一處饋線接地；

第二，在天饋線線路引入機(jī)房之前，饋線電纜外導(dǎo)體需要以接地夾為載體，將其與室外接地銅排裝置進(jìn)行緊密連接。饋線電纜線路引入機(jī)房的過(guò)程中，所采取的方式為：穿管并自地下引入。因此，在此種情況下，需要將這一位置的接地夾連接至鐵塔接地引下扁鋼位置；

第三，天饋線系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)避雷器設(shè)備需要安裝于室內(nèi)調(diào)線與饋線電纜的中間位置，可采取懸空方式固定于走線架當(dāng)中，并做好避雷器裝置與走線架之間的絕緣處理。

2.4正確選擇電涌保護(hù)器

首先要對(duì)電涌保護(hù)進(jìn)行正確的分級(jí)，明確三級(jí)電涌保護(hù)器的使用位置。對(duì)上級(jí)供電系統(tǒng)應(yīng)有全面的了解。兩級(jí)防雷器之間應(yīng)保持足夠的距離。防雷器的連接線禁止過(guò)細(xì)過(guò)長(zhǎng)。

其次，對(duì)所選電涌保護(hù)器性能應(yīng)有足夠的了解。盡量選擇與上級(jí)供電同類(lèi)型的產(chǎn)品。現(xiàn)階段，建議選取西門(mén)子5SD7系列電涌保護(hù)器。這是由于：從電源防雷器工藝結(jié)構(gòu)的角度上來(lái)說(shuō)，此類(lèi)設(shè)備在連接線器件上所采用的是一體式的銅片。由此可使得不同材料相互之間接觸電阻影響下所產(chǎn)生的阻抗能夠維持在相對(duì)恒定水平，不但能夠增加設(shè)備運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也可顯著降低殘壓水平。

2.5通信電源系統(tǒng)防雷

通信電源系統(tǒng)是整個(gè)鐵路GSM-R基站運(yùn)行的基礎(chǔ)與前提所在。做好電源系統(tǒng)的防雷接地工作可以說(shuō)是提高整個(gè)鐵路GSM-R基站防雷性能的關(guān)鍵措施。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，建議在交流供電中采取雙電源供電模式，同時(shí)供電方式應(yīng)當(dāng)以三相五線制為主。機(jī)房配電箱電能自變電設(shè)備中引入，同時(shí)，機(jī)房電源屏中的電能則需要由配電箱中引入。機(jī)房電源屏所接受的電能在合理轉(zhuǎn)化處理后，直接面向收發(fā)信機(jī)設(shè)備進(jìn)行供電，借助于上述方式，防止收發(fā)信機(jī)過(guò)多的受到雷擊干擾。與此同時(shí)，在供電系統(tǒng)接地防雷的過(guò)程當(dāng)中，還需要特別關(guān)注以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

第一，在鐵路GSM-R基站所涉及到的各類(lèi)供電設(shè)備及裝置當(dāng)中，常規(guī)意義上不帶電金屬部件接地端、以及避雷器接地端均需要做好相應(yīng)的保護(hù)接地處理，此過(guò)程當(dāng)中需要嚴(yán)禁對(duì)其進(jìn)行零線保護(hù)；

第二，在有關(guān)鐵路GSM-R基站直流接地作業(yè)的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，需要將其與室內(nèi)等電位端子箱裝置中的接地銅排加以可靠連接。同時(shí)，接地導(dǎo)線所對(duì)應(yīng)的截面積需要充分與負(fù)荷要求相契合。此過(guò)程當(dāng)中，建議選取截面面積在35mm2～95mm2范圍之內(nèi)的多股銅導(dǎo)線；

第三，鐵路GSM-R基站所對(duì)應(yīng)的天饋線避雷器裝置、以及室內(nèi)電源避雷器裝置的耐雷電沖級(jí)指標(biāo)需要嚴(yán)格限定在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范的范圍之內(nèi)；

第四，在鐵路GSM-R基站的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，所配置的電源交流屏、以及整流器裝置均需要配備相對(duì)應(yīng)的防雷裝置。同時(shí)，相關(guān)耐雷電沖擊指標(biāo)也需要嚴(yán)格限定在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范的范圍之內(nèi)。

三、結(jié)束語(yǔ)

在鐵路GSM-R基站通信技術(shù)大發(fā)展背景下，基站防雷也需要有所發(fā)展與升級(jí)。他需要鐵路建設(shè)者們不斷積累工作經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)合鐵路GSM-R基站運(yùn)行現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，采取多層次、且全方位的綜合性防雷措施，有效識(shí)別基站運(yùn)行中潛在的雷擊風(fēng)險(xiǎn)，采取相應(yīng)措施，才能夠保障運(yùn)行安全。

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