铁路轨道衡防雷方案.doc

铁路轨道衡（含车号）防雷方案及预算一、 站-15-V11/S-B 雷电的成因及对电厂电子设备的危害众所周知，雷电因其瞬间电压达数百万伏，瞬间电流达数十万安培对建筑物、设备、网络极具强大的破坏性。每逢雷雨来临，总有一些建筑物、设备、网络难以避免地遭到雷击，造成不同程度的破坏。目前，世界上大多数建筑物仍在使用传统的、经济的、有效的避雷针防雷。但随着现代电子技术的不断发展和大量计算机的使用，避雷针对这些脆弱的电子设备的保护却是无能为力的。避雷针无法阻止感应雷击过电压、操作过电压以及这些过电压在泄放电流时在其周围产生的很强的感应电压对计算机及网络设备的破坏。轻者使计算机和通信设备破坏、通信中断，重者可使网络主机损坏，致使网络瘫痪。工作电压只有几伏甚至几毫伏，很容易受到操作过电压、感应雷等电磁浪涌的破坏。雷电对各种电子设备及计算机网络设备的危害主要是通过线缆上产生高压形成的。线缆上高压的形成原因大致可以分为四类：1、直击雷 （云层直接放电到建筑物或设备上）建筑物受到雷电直接击中后，建筑物内的地线及接在地线上的一切设备，在瞬间产生高压。 这现象造成两种负面影响：第一，产生破坏性大的电流和电地极感应并反向由市电电源及信号线扩散到室外，影响到附近建筑物内之设备；第二，该雷电感应室内所有没有接在同一地网上的设备，使之产生高压电位差损坏该设备及危害接触该设备的人身安全。2、 传导雷（从建筑物外的线路传来）即使该处的建筑物没有受到雷电直接击中，但因雷电感应的高脉冲电压以高速从被雷电击中的建筑经过电缆及通信影响或直接击毁远方的电子设备，常见的情况是，当你听到远方传来的雷电声音时，你的电脑、网络设备、控制系统、电视已经被雷电高压击毁了。3、 感应雷（云层之间的放电）云层与云层之间的雷电，比直击雷出现之机会更大，它能产生和直击雷类似的后果，对市电电源及通信线同样产生高脉冲电压，击毁连接在其线路上的设备。4、工业过电压当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，电流越大，导线越长，储能越多，所以当大负载（特别是电感性负载）电器设备开、关时，便会产生瞬间过电压。据CCITT测试，一般电源上感应电流在3000A-10KA左右，感应电压6KV；在数据/信号线及电话线上，感应电压一般在5KV左右，感应电流则大约为数百安培，这一切都有可能使连接在线路上的设备损坏二、轨道衡系统防雷措施德国专家希曼斯基所作过电压保护理论与实践一书中，画出了现代计算机网络的防雷框架如图所示：图1 现代防雷的保护框由图可见，计算机网络及电子设备防雷措施可分为三种：1、 外部防雷将绝大部分雷电流直接引入地下泄散（钢轨防雷）；2、 内部防雷阻塞沿电源或信号线所引入的雷电波；3、 过电压保护限制被保护设备上雷电过电压辐值。这三道防线，互相配合，各尽其职，缺一不可。三、防雷方案设计依据 建筑物防雷规范 （GB50057-94）计算机房防雷设计规范 (GB50174-93)电子设备雷击保护导则 (GB7450-87)计算站场安全要求 (GB9361-88)工业与民用电力装置的过电压保护设计规范 (GB64-83)电信专用房屋设计规范 (YD5003-94)移动通信基站防雷与接地设计规范 （YD5068-98）计算机信息系统防雷保安器 （GA173-1998）雷电电磁脉冲的防护 （IEC1312）过电压保护器 （VDE0675）四、外部防雷外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防护直击雷，它是防雷技术革新的主要组成部分，其技术措施天网和地网可分：接闪器（避雷针、避雷带、避雷线等金属接闪器）、引下线、接地体和法拉第笼。根据IEC1312-1推荐：“在为个别估算的时候，可假定：全部雷电流的50%注入所考虑建筑物的接地装置，另50%分配于进入建筑物的各种设施（外来导电物、电力线和通信线等），由此可见外部保护的重要性。因此对联网的计算机机房，一定要认真按标准或规范要求做好外部保护的防直击雷措施。五、内部防雷内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的设备如计算机等电子设备加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，保护装置能快速动作能量泄放，从而保护设备免受损坏。计算机网络内部防雷又可分为电源防雷和信号防雷。1、 电源防雷系统电源防雷系统主要是防止雷电通过电源对计算机及相关设备造成危害，对计算机房所在的独立的建筑物电源系统防雷来说，要采取逐级防雷的原则，一级一级地泄放能量，使之达到保护要求，一是在设备供电电源的总进线处安装大功率的一级电源防雷器，二是在计算机房电源的进线处加装二级电源防雷器，为了确保遭受雷击时，高电压首先经过一级电源防雷器，然后再经过二级电源防雷器，一级电源防雷器和二级电源防雷器之间的距离要大于15米，如果两者间距不够，可采用带线圈的防雷箱，这样可以避免二级电源防雷器首先遭受雷击而损坏。2、 信号防雷系统对于信号防雷保护，选取适当保护装置非常重要，应充分考虑防雷产品与信号系统匹配。通信接口防雷考虑的主要因素如下：1、 线路上可能感应的浪涌形式（例如波形、时间参数和最大峰值）；2、 接口电路模拟雷电冲击击穿电压临界指标；3、 保护对象在正常工作状态下的数据信号电平；4、 保护装置在模拟雷电冲击下的残压参数指标；5、 保护装置的耐冲击能力；6、 系统的工作频率；7、 保护对象的接口方式；8、 工作电压。六、轨道衡系统防雷方案轨道衡系统由三部分组成：台面传感器、采集处理、计算机。它们的防雷措施包括： 1、电源防雷 技术参数：1） 标称导通电压：600V；2） 限制电压： 采用波形为8/20s，幅值为3kA的电流波分别冲击L-E、N-E间，其限制电压小于500V； 3） 冲击通流容量：采用波形为8/20s，幅值为 40kA的电流波分别单向冲击L-E、N-E间两次，间隔5min，自然冷却30min后，各项技术指标仍满足要求；4） 响应时间：25ns；5） 工作频率及电压：DC400Hz、250VMAX；6） 适用功率：1000W；7） 工作环境：-40+85；8） 噪声衰耗：0.1M Hz1000 MHz时大于60db。 直流电防雷器其他电源模块ABCN电 源防雷箱交流电防雷板采集仪计算机 二级电源防雷箱 三级电源防雷模块 注：为了获得更好的防雷效果，在直流电源前和交流配电箱加装电源避雷器作为一级防雷2、信号防雷传感器的输出电压只有几毫伏，在传感器的后端加装的信号防雷器必须对几毫伏的电压信号回路进行保护。采集仪和计算机在同一间房内，它们之间的信号回路不装设信号避雷器。采集仪和计算机不在同一间房内，它们之间的信号回路必须加装信号避雷器。1）标称放电电流：5KA2）响应时间：1ns3）最大传输速率：20Mbit/s铁路信号防雷器内部由压敏电阻、放电管、高速抑压二极管等构成，线路结构合理，插入损耗小，保护能力强。而且各种端口、规格齐全，安装、使用非常方便，平时是无源工作的，对25路全路保护。不会对计量精度产生任何影响。3、钢轨防雷箱由于钢轨具有良好的导电性，雷击时大电流经常通过钢轨传导到设备，造成设备被雷击，所以对钢轨引导的电流必须有效泄放，以杜绝传导到电气设备。具体如下：钢轨轨道衡或超偏载设备防雷接线