信号设备综合防雷课件

武汉高速铁路职业技能训练段高速铁路信号综合防雷武汉高速铁路职业技能训练段目录雷电侵入信号设备的途径及雷电防护办法常用名词解释常用防雷元器件铁路信号设备防雷保安器（SPD）建筑物直击雷防护和屏蔽施工工艺防雷设备维护雷电及电磁兼容综合防护参考图武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法雷电侵入信号设备的途径：空间电磁感应供电电源侵入信号传输线侵入地电位反击武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法空间电磁感应：雷电击中信号楼等装有信号设备的建筑物，或击中信号楼附近的地面、物体时，雷电电磁脉冲将在信号设备系统内产生过电压和过电流，对设备造成损害。此种雷电侵入方式对信号设备的影响具有较大的不确定性，它与电磁感应的强弱、方向、持续时间以及信号设备所处的位置都直接有关。武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法由供电电源侵入：电力高压变压器的高压侧遭受雷击时，如果雷电压很高，就会击穿变压器初、次级绕组间的绝缘，直接侵入380V或220V低压电源，对信号设备造成破坏。而在更多情况下雷电压不足以击穿绝缘，但可以通过绕组间分布电容的耦合侵入低压回路。武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法由信号传输线侵入：信号传输线是指信号系统中用于电源与设备、设备与设备相互连接的电缆线路和架空线路。信号防雷工作需要重点考虑的主要是通过室外线路构成的连接，如轨道电路、信号点灯回路、道岔控制回路、站间（场间）联系电路、区间闭塞回路等，均属于此类。武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法地电位反击：发生雷击时，雷电大电流通过接地装置泄入大地，在接地装置及周围局部土壤中形成瞬间的高电位，通过引线传送到室内，与相关线路之间形成很高的电位差，造成相关设备损坏，此种雷电侵入途径被称为地电位反击。武汉高速铁路职业技能训练段雷电侵入信号设备的途径及防护办法铁路信号设备雷电防护应采取综合防护的方法，主要为三个方面：①改善电磁兼容环境条件，包含屏蔽、等电位设置以及合理布线；②分区分级设置防雷保安器；③良好的接地措施。武汉高速铁路职业技能训练段防雷保安器，浪涌保护器，SPD，连续工作电压UC，标称导通电压UN，UC的2.2倍。标称放电电流IN，防雷保安器导通时流经的电流值，IN的最大值被称为Imax，残压Ures，越小越好。武汉高速铁路职业技能训练段常用名词解释漏泄电流Ii，续流，其中维修人员就测试Un和Ii。雷电分区武汉高速铁路职业技能训练段常用防雷元器件避雷针：保，最大优点是既防止直击雷又防感应雷。武汉高速铁路职业技能训练段常用防雷元器件隔离变压器（防雷）：武汉高速铁路职业技能训练段常用防雷元器件放电管2R--TA或3R—TA：武汉高速铁路职业技能训练段常用防雷元器件氧化锌压敏电阻MYL：武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）防雷保安器定义：防雷保安器又称浪涌保护器（SPD），是一种用防雷元件或防雷元件组合制作成的全封闭模块。它的定义是：至少包含一个非线性元件，用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的装置。防雷保安器单元与防雷组合单元相比，具有更加完善的安全性、可靠性，而且体积小、使用方便，因此近几年来在信号防雷中得到广泛应用。武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）防雷保安器分类：电压限制型防雷保安器电压开关型防雷保安器组合型防雷保安器武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）电压限制型防雷保安器其核心为压敏电阻等非线性电阻元件，具有连续的伏安特性，随着电流增大电阻连续减小。电压限制型SPD武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）电压开关型防雷保安器其核心为放电间隙或放电管等开关型元件，也具有非线性特征，但伏安特性不连续，当电压增大到一定程度时，电极间电阻突然降低。电压开关型SPD武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）组合型防雷保安器是将压敏电阻元件和放电间隙元件相互并联或相互串联，是防雷电路中应用最多的类型。并联组合SPD串联组合SPD武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）不同类型SPD的特性比较SPD特性响应时间动作平稳性动作分散性续流漏电流限制电压老化电压限制型较快平稳无极小有较低会老化，但可延缓电压开关型较慢突变大很大，但可自熄基本无较高，但可触发降低不会老化串联组合型较慢较平稳大较小基本无较高，但可触发降低不会老化并联组合型较快先平稳后突变小很大，但可自熄有较高，但可触发降低会老化，但可延缓武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）铁路信号设备防雷保安器（SPD）的一般要求(1)按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或纵横向防护的需要合理选用防雷保安器。(2)并联在信号电路中时，任何情况下不得短路，并应实现可热插拔；串联在信号电路中时，任何情况下不得开路。(3)有对地连接时，除放电状态外其它时间不得构成导通，否则必须要有检测报警装置。武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）(4)发生劣化或损坏时，必须立即脱离使用电路，不得影响设备正常工作。有劣化指示功能的防雷保安器应给出颜色指示和报警条件。(5)用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必须具有阻断续流的性能；安装在分线盘（柜）处、电源防雷箱内及工作电压在110V以上的防雷保安器应有劣化指示。(6)按照分区分级的原则，信号传输线的防雷保安器应集中设置在分线盘处。新建或大修车站（场）应采用防雷型分线柜；既有车站应在分线盘处设防雷保安器，并尽可能采用防雷型分线柜。武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）电源防雷保安器设置外电网引入机房建筑物应采用多级雷电防护。第Ⅰ级设在户外交流电源馈线引入处（配电盘）（电力部门未做雷电防护时，第Ⅰ级设在电力开关箱后）；第Ⅱ级设在电源屏电源引入侧；第Ⅲ级设在微电子设备（指计算机终端电源稳压器或UPS电源前）。武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）信号传输线防雷保安器设置室内数据传输线长度大于50-100m时，可在一端设备接口处设置防雷保安器；大于100m时，宜在两端设备接口处设置防雷保安器。武汉高速铁路职业技能训练段铁路信号设备防雷保安器（SPD）室内信号传输线防雷保安器的选用室内采集、驱动信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于60V，信号衰耗不大于0.5db。室内视频信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于10V，信号衰耗不大于0.5db。室内RS232、RS422、RJ45、G.703/V.35等通信接口信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于40V，信号衰耗不大于0.5db。其他室内信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于5kA，限制电压按规定选取。武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境一、既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽1、为抗御直击雷和降低雷电电磁干扰，信号机房的建筑物应采用法拉第笼进行电磁屏蔽。法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带和引下线、机房屏蔽和接地系统构成。避雷网由不大于3m×3m的方形网格构成，每隔3m与避雷带焊接连通。网格由40mm×4mm的热镀锌扁钢交叉焊接构成。热镀锌钢材的镀层厚度为20～60μm。避雷带应采用不小于Φ8mm热镀锌圆钢沿屋顶周边设置一圈，距墙体高度0.15m，并用热镀锌圆钢均匀设置避雷带支撑柱，支撑柱间距不大于1m。武汉高速铁路职业技能训练段引下线是避雷带与接地装置的连接线，沿机房建筑物外墙均匀垂直敷设4-6根，安装应平直，并与其它电气线路距离大于1m。引下线的固定卡钉布置应均匀牢固，间距宜小于2m。引下线宜采用40mm×4mm热镀锌扁钢或不小于Φ8mm热镀锌圆钢，上端与避雷带焊接连通，焊接处不得出现急弯（弯角不小于R90°），下端与地网焊接。引下线与分线盘（柜）间距应不小于5m。改善机房电磁环境武汉高速铁路职业技能训练段2、信号机房建筑物屋顶不允许设置避雷针。3、为节省投资和合理利用资源，法拉第笼也可利用建筑物的钢筋混凝土结构或框架结构建筑物，实现引下线和大空间屏蔽网的作用。引下线利用建筑物内主钢筋时，主钢筋应与接地装置（地网）、避雷带焊接。改善机房电磁环境武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境一、既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽目录上一章武汉高速铁路职业技能训练段4、安装电子设备的机房宜进行更完善的室内法拉第笼屏蔽。其屏蔽层应选用铁板或铝板等电磁屏蔽材料，板材厚度应不小于0.6mm。门窗屏蔽应采用截面积不小于3mm2、网孔小于80mm×80mm的铝合金网，并用不小于16mm2的软铜线与地网或屏蔽层可靠连接。金属板间每间隔500mm必须焊接或用不小于2mm2的软铜线可靠连接。屏蔽层必须在引下线与地网连接处用不小于25mm2的软铜线可靠连接（可多处连接）。改善机房电磁环境武汉高速铁路职业技能训练段机房已经预留钢筋接地端子板的，屏蔽层还应与钢筋接地端子板栓接。机房地面宜采用防静电地板；其金属支架间应互相可靠连接，或在金属支架底部采用0.1mm×20mm铜箔带构成与支架一致的网格，铜箔带交叉处用锡焊接。互相连接的金属支架或网格铜箔带应采用10mm2的铜带（扁平铜网编织带）应与地网或屏蔽层连接，至少4处，铜带一端加线鼻后与地网或屏蔽层栓接，另一端用锡焊接。改善机房电磁环境武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境二、新建机房建筑物直击雷防护和屏蔽1、机房在选址上除考虑生产需要、生活方便外，还应选在土壤电阻率低、腐蚀性小、距变（配）电所大于200m的位置。2、房屋结构应采用钢筋混凝土框架结构。在混凝土框架内应设置不小于Φ12mm的圆钢为主筋（加强钢筋），主筋间用相同规格的圆钢相互焊接成不大于5m×5m的网格，并保证电气连接的连续性。主筋上端必须与避雷带焊接，下端必须就近与基础接地网焊接。3、建筑物施工时，应在机房四周室内、室外距地面0.3m处预留与混凝土框架内主筋连接的接地端子板各4块。室外接地端子板应与环形接地装置栓接，室内接地端子板应与机房屏蔽层或与防静电地板下的金属支架（或支架下的铜箔带）栓接。武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境4、机房直击雷防护和屏蔽应符合既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽中第1、2、4条要求。5、安装电子设备的机房可在墙体内用钢筋网设置屏蔽层。钢筋网应采用不小于Φ8mm的圆钢焊接成不大于600mm×600mm网格，并与主筋焊接连通，窗户设有防盗网的还应与防盗网钢筋焊接。门窗屏蔽及采用金属板的机房屏蔽应符合既有机房建筑物直击雷防护和屏蔽中第4条要求。武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境三、室外信号设备直击雷防护和屏蔽1、室外电子设备集中的区域，可在距电子设备和机房建筑物30m以外的地点安装多支独立避雷针。2、包含信号设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能，壳体内应设专用接地端子（板）。室外信号设备的金属箱、盒壳体必须接地。进出金属箱、盒的电源线、信号线宜采用屏蔽电缆或非屏蔽电缆穿钢管埋地敷设，屏蔽电缆的金属屏蔽层或钢管应接地。3、严禁用钢轨代替地线。4、高柱信号机点灯线缆应采用屏蔽线缆。武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境四、接地系统接地系统一般要求1、信号设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线。信号设备的机架（柜）、控制台、箱盒、信号机梯子等应设安全地线，交流电力牵引区段的电缆金属护套应设屏蔽地线，防雷保安器应设防雷地线，安装防静电地板的机房应设防静电地线，微电子设备需要时可设置逻辑地线。上述地线均由共用接地系统的地网引出。2、室内信号设备的接地装置应构成网状（地网）。3、接地导线上严禁设置开关、熔断器或断路器。武汉高速铁路职业技能训练段改善机房电磁环境贯通地线电气化区段、繁忙干线、铁路枢纽、编组场、强雷区和埋设地线困难地区及微电子设备集