鄭樹志

摘 要：鐵路是我國重要的陸上交通運輸方式之一，我國自新中國成立以來一直注重做好對于鐵路的建設，逐漸構(gòu)建起了一張較為完善的鐵路交通網(wǎng)絡。鐵路線路在運行的過程中會受到周邊惡劣環(huán)境的影響，尤其是對于一些雷電多發(fā)區(qū)域，雷擊會使得鐵路軌道電路設備發(fā)生故障的幾率大幅提高?？蛯PW-2000A型軌道電路設備是在我國客運專線中應用較多的軌道電路設備，本文在分析客專ZPW-2000A型軌道電路設備特點及雷擊對客專ZPW-2000A型軌道電路設備所造成的危害的基礎上對如何做好客專ZPW-2000A型軌道電路設備的防雷進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：客運專線；ZPW-2000A型軌道電路設備；防雷；措施

中圖分類號：U21 文獻標識碼：A

ZPW-2000A型軌道電路設備自2005年推廣應用以來逐漸應用于我國客運專線的各條線路中。ZPW-2000A型軌道電路設備是基于繼電編碼的基礎上開發(fā)出的一種以CAN總線通信技術(shù)為基礎的新型的通信編碼方式?？蛯PW-2000A型軌道電路設備能夠與我國客專CTCS列控系統(tǒng)相匹配，從而極大地推動了我國客運高速鐵路的發(fā)展。在高速鐵路運行的過程中安全性是第一位的，對于客專ZPW-2000A型軌道電路設備在使用過程中所遭受的雷擊危害，應當在分析客專ZPW-2000A型軌道電路設備雷擊特點及原因的基礎上采取相應的措施做好對雷擊危害的防護。

1.客專ZPW-2000A型軌道電路設備雷擊危害特點分析

高速鐵路在運行的過程中為了確保高速，其線路中大量地采用橋梁和隧道，這種線路結(jié)構(gòu)特點要比傳統(tǒng)的路基線路更容易遭受到雷擊侵害。此外，大量應用于高速鐵路上的無砟軌道和通信鐵塔、綜合接地等的新技術(shù)使得ZPW-2000A型軌道電路設備受到的電磁影響更為嚴重，而電磁環(huán)境的復雜會加大ZPW-2000A型軌道電路設備遭受雷擊的幾率。據(jù)不完全統(tǒng)計，在過去的幾年間客專ZPW-2000A型軌道電路在運行的過程中所遭受的雷擊次數(shù)呈逐漸上升的趨勢，且當客專ZPW-2000A型軌道電路設備在遭受到雷擊后，所遭受損壞的設備也越來越多、損壞的范圍越來越廣，從而對客專ZPW-2000A型軌道電路的后期修復帶來了極大的困難。通過對客專ZPW-2000A型軌道電路中因雷擊而損壞的設備進行分析，客專ZPW-2000A型軌道電路所發(fā)生的故障中，以發(fā)送器和接收器的CAN總線端口故障的發(fā)生率最高。相較于普通的運輸線路，客專專線多采用的是高架橋、涵洞等，客運專線的線路平面要較普通線路高，因此更容易遭受到雷擊。而高速鐵路中所采用的無砟軌道設計使得其對于地的絕緣性能更強，在客專ZPW-2000A型軌道電路遭受雷擊時雷電無法進入地中，而是大量地積聚在客專線路上因此導致客專ZPW-2000A型軌道電路在遭受雷擊時的損害較大?？蛯＞€路采用的是綜合接地體技術(shù)，雷擊電能有可能會通過綜合接地線的反擊侵入到客專ZPW-2000A型軌道電路設備中從而造成設備的損壞.在高速鐵路中，為保證客車的通信，在客專線路中通過引入GSM-R，增加通信桿塔設備來確保通信.通信桿塔的引雷效果較強.客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)的設備組成分為室內(nèi)和室外兩部分設備，且電氣系統(tǒng)連接較為復雜，客專ZPW-2000A型軌道電路中的室外設備與室內(nèi)設備之間通過通信電纜進行信號的交互.通過對以往客專ZPW-2000A型軌道電路所遭受的雷擊的情況進行分析其都具有以下特點：

（1）通信桿塔與客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的機械室距離較近。

（2）客專ZPW-2000A型軌道電路設備在遭受雷擊后發(fā)生故障的部位多集中在軌道電路的發(fā)送器和接收器，其中以CAN總線的接口器件的損壞率最高。

（3）客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的室內(nèi)列控系統(tǒng)和電源屏等受到雷擊的影響較小。

2.客專ZPW-2000A型軌道電路雷擊損壞原因分析

通過對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)遭受雷擊后的損壞情況進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)。客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)可以排除雷電通過列控中心和電源屏侵入的可能性，其侵入的最主要的途徑可能是通過客專ZPW-2000A型軌道電路電纜進行侵入的。此外，對于客專ZPW-2000A型軌道電路所遭受的雷擊損壞有相當一部分是由于室內(nèi)防雷措施不到位所造成的。比如說：客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的接地線纜繞行過長、地線混用及線纜排布不規(guī)范、電纜線間耦合嚴重等的問題。

對客專ZPW-2000A型軌道電路設備的各端口進行防護電壓值測試以及對室外電纜引入通道進行雷電壓升測試后發(fā)現(xiàn)客專ZPW-2000A型軌道電路在遭受雷擊時雷電信號的侵入主要是通過兩類途徑進行的：

（1）客專線路中的通信桿塔地線直接與客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的信號機房的地線進行連接，當桿塔遭到雷擊后，桿塔的地電位升高將會通過室內(nèi)設備的接地點形成地反擊，從而會對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的隔離設備造成損害進而通過輸電線纜進入大地。

（2）室外電纜在引入雷電信號后，對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中縱向隔離性能造成損壞后經(jīng)室內(nèi)設備接地點進入大地。總的來說，雷擊造成客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)損壞的最主要的途徑是通過客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的縱向連接途徑。

3.做好客專ZPW-2000A型軌道電路縱向途徑的防雷

在客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中，對于雷電的縱向防護主要采用“疏”和“堵”兩種方式。在“疏”方式中，通過對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的線地間加裝壓敏電阻等的防護器件，這些壓敏電阻將會通過鉗位電壓的方式來限制及消除雷擊所造成的影響。而“堵”的方式則是通過在線路中加裝高隔離的變壓器，通過對雷電分壓的方法來消除雷擊信號對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)的侵入。在采用隔離變壓器對雷電信號進行防護時不存在延時，從而不會產(chǎn)生由于器件的響應時間而造成的短時高壓侵入?？蛯PW-2000A型軌道電路系統(tǒng)采用的是浮地系統(tǒng)。在客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中多采用的是縱向懸浮的隔離變壓器“堵”的方式。通過對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)進行防雷試驗，通過實驗結(jié)果表明客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)縱向隔離失效的最主要的原因是：客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中的室外側(cè)線纜與室內(nèi)側(cè)線纜之間出現(xiàn)了空氣擊穿，造成這一現(xiàn)象的主要原因是：底座端子的輸入輸出端兩者之間的距離過近以及室外側(cè)板條和室內(nèi)側(cè)板條排布距離的不足。針對客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中所存在的問題可以采用以下幾項措施加強對于客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)防雷保護：

（1）對于電源防雷箱處的接地匯集線需要單獨進行設置，不得與其他接地線進行混用。

（2）電纜的鋼帶、鋁套深入室內(nèi)的距離應當縮短。

（3）規(guī)范接地匯集排的使用，做好不同類型接地線的排布。

（4）去除防雷柜地線串接的閘刀及保險。

（5）泄流導線需就近連入，不得進行繞行。

（6）做好客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)中電纜鋼帶和鋁護套的接地。

結(jié)語

做好客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)的防雷保護是確保高速鐵路安全運行的重要措施之一，本文在分析客專ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)遭受雷電時所造成的危害的基礎上對雷電的侵入渠道進行了分析。并對如何做好客專ZPW-2000A型軌道電路的防雷提出了幾點建議。

參考文獻

[1]覃燕.客專ZPW-2000A軌道電路防雷整治初探[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2015，12（2）：1-4.