刘炳文

铁路信号设备是指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率、改善行车组织，实现行车指挥现代化的关键设施。随着新技术、新设备的大量投入使用，其技术密集、科技含量高，具有点多线长、设置分散、布局成网、不间断运用、结合部多、易受外界影响的特点也凸显。特别是室外的信号设备，大部分处在开放的外部环境之中，大量信号设备向计算机技术、微电子技术的发展，对雷电和电磁干扰的防护已成为一项十分重要的任务。现举几个典型事例，说明雷电和电磁干扰对信号设备影响的现象、产生的原因和采取的措施。

一、典型故障实例

例1：成都铁路局A站，由于信号设备电源入口处防雷电不完善，造成雷害事故。

例2：北京铁路局B站，直击雷将该站的三组道岔表示二极管击坏，将微机联锁主机的两个驱动板等设备击坏，造成雷害事故。

例3：北京铁路局C特等站，近年来由于各种施工繁多，一些施工单位使用的施工机具（如交流电焊机等）不规范施工，将交流电焊机直接接到钢轨，致使该站25Hz相敏轨道电路的一些轨道电路区段几度故障，使其相关的信号机不能开放

例4：兰州铁路局兰新线D站，SJG交流计数轨道电路连续多次发生室内100VA  25Hz变频器烧损故障，造成SJG轨道电路红光带。

例5：北京铁路局某F站，与E站、G站相邻并连接，F站开放的某信号机有时瞬间关闭，F站使用的是25Hz相敏轨道电路。

例6：北京铁路局某M站与K站、H站、L站相邻并连接，其中M站、H站、L站电气化，K站没有电气化，M站使用的是25Hz相敏轨道电路，M站某信号机偶然瞬间关闭。

二、原因及其分析

例1：该站在信号设备电源入口处，只装设了压敏电阻，而没有装放电管，当雷击时，就不能熄灭雷电流通过后产生的工频续流，而造成雷害事故。

例2：该站还没按信号设备雷电电磁脉冲防护的要求，落实综合防雷措施，故当直击雷侵入信号设备时，将有关三组道岔的表示二极管击坏，将微机联锁主机的两个驱动板等设备击坏，造成雷害事故。

例3：手工上道作业的交流电焊机，其有关参数为：工作电压28V时，焊接电流为200A，当工作电压为32V时，焊接电流为300A。手工电焊机在焊接过程中，把突变的电压、大电流间断而持续地施加入25Hz相敏轨道电路，使原来的轨道电路和供电系统的工作受到复杂的干扰，这种突如其来的干扰，使正常工作的部分信号设备和供电系统发生故障，轨道电路故障时，使原来吸起的轨道继电器的电压在观察测试时经历了从20V降至6V的变化。

例4：当列车运行在SJG牵引供电臂分相至上行进站信号机这段距离内，火花间隙故障短路，使两根钢轨牵引电流不平衡，在SJG送电端产生高电压烧损100VA  25Hz变频器。

例5：F站没有电气化，而E站、G站已经电气化，尚未电气化的线路上的轨道电路，设备受到电气化牵引电流的干扰，其分析如下：

电气化区段相邻线路接触网电磁影响的不平衡是指复线区段和在不少于两条股道的车站上相邻线路接触网对两轨条产生电磁影响的不同，同样也适于电气化区段内相邻非电气化线路的轨道电路。电磁影响的程度根据接触网导线的电流值和钢轨间的互感值以及接触网导线和钢轨间的互感值来决定。

例6：经访问和观测发现，造成M站某信号机偶然瞬间关闭的原因，是由于M站信号设备使用的是25Hz相敏轨道电路，当电力机车在H站、L站及相邻的线上“升弓”和“降弓”，造成的机车变压器接向和断开接触器，将冲击电流侵入轨道线圈后，其特殊波形的电流与局部线圈的25Hz电流能在极短时间（1S）产生“干扰转矩”，使轨道继电器瞬间落下，误动的根源是轨道电路内侵入了干扰电流。

三、抓好预防措施的落实

1、贯彻落实2007年3月3日铁道部颁布的《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》。这是随着列车的提速、重载和客运专线的出现，电气化牵引电流不断增大，为确保人员安全和各种设备正常使用，采用技术先进、经济合理、安全可靠的防雷、电磁兼容及接地措施，统筹考虑铁路设计、施工、验收的标准，制定统一的铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定。

2、采取行之有效的改进措施

如轨道电路引接线改用“等阻线”来减少干扰电流的侵入，又如将扼流变压器铁心开气隙，减少其直流磁化时的25Hz阻抗变小的程度，使轨道继电器电压降低得少，仍高于保持值而不落下。再如将轨道复示继电器改为新研制的安全型缓动继电器。

3、有针对性地采取预防措施

（1）针对例1发生的雷害事故，在该站信号设备电源入口处，按信号设备雷电电磁脉冲防护与接地的防护需要，装设压敏电阻与放电管串联的防雷装置，使信号设备的浪涌保护器符合规定的要求。

（2）针对例2发生的雷电事故，一是要按照铁道部颁布的铁运〔2008〕142号《铁路信号维护规则技术标准》的3.1.15条规定，“道岔”表示电路中应采用反向电压不小于500V，正向电流不小于300mA的整流元件，三相交流转辙机表示电路中应采用反向电压不小于500V，正向电流不小于1A的整流元件，严格筛选使用整流元件。二是按该技术标准中信号设备雷电、电磁脉冲防护的需要，采取等电位连接、屏蔽、接地、合理布线，安装防雷元器件（浪涌保护器、防雷变压器等）等措施进行综合防雷。将综合防雷措施落到实处。

（3）针对例3中发生的问题，凡是在铁路营业线施工的单位，必须认真执行铁道部的有关安全管理规定，凡影响设备正常使用和行车安全的施工作业，必须安排在天窗内进行，并与车务、电务等部门签订施工安全协议，电务维护部门发现施工单位将施工机具接向轨道电路等设施时应制止，并向车务部门及时反映，以预防故障和事故的发生。

（4）针对例4、例6发生的问题，按电气化区段钢轨回流应确保畅通和两根钢轨通过的牵引电流不平衡系数应满足不大于5%的规定，要求电务部门在日常维护中要经常检查回流是否畅通，连接扼流变压器中心回流线、吸上线、火花间隙安装是否符合电气化区段的防护要求，测量两轨条牵引电流是否平衡并符合要求，发现异状及时处理，并向上级有关部门汇报。

（5）针对例5发生的问题，电务维护部门在深入调查研究的基础上，对北京铁路局F站没电气化的区间设备采取了抑制牵引电流影响的方案和措施，自安装使用后，再没发生过类似的故障。建议设计部门在遇到此类问题时，提出好的方案，从源头上加以解决。