呼和浩特铁路局包头电务段 内蒙古包头 014000
摘要：电子化技术的发展,使得我国的科技设备应用于各个领域,提高了行业工作的安全性,铁路作为我国主要的交通运输形式,其信号设备起着对交通的指挥、引导的重要作用，而受到雷电的干扰，信号设备可能无法运作，甚至无法接通，影响铁路的正常运行，为保护在意外天气下铁路信号设备的功能，应排除雷电下的信号接收隐患，使得铁路信号在防雷科技下，能够持续运作，现阶段经过科学改造，铁路的防雷技术已经逐渐成熟，应继续探索适合铁路的信号保护措施，在防雷基础上，打造安全的铁路信号环境。
关键词：铁路信号设备；防雷方法分析
引言：近年来我国的铁路运输事业蓬勃发展，载人载货的铁路逐渐的贯通大江南北，为人们带来了极大的便利，我国铁路各方面运输系统都比较先进，而潜在的危险也不容忽视，不同类型的电子设备容易受到雷电干扰，产生不同的问题，为避免在雷电影响下，铁路信号瘫痪，保障信号设备的稳定性传输，应在防雷方法上进一步个性，使得我国铁路事业突破自然障碍，更具社会价值。
1.我国铁路雷电灾害问题基本分析
从铁路运输的角度看，对铁路形成威胁的两种雷电形式分别是直击、感应，直击雷电具有较强的破坏力，在电光火石之间就将铁路上的通信设备等损坏，在严重的、恶劣的环境下，直击雷电预防是很困难的，且直击雷电带来的风险也更高，但由于近年来我国比较注重生态建设，直击雷电等恶劣影响的发生几率大幅度降低，较为常见的影响铁路运输的自然危害是感应雷电，感应雷电虽然不如直击雷电一般直接将设备击毁，但也会极大可能的释放磁场，使得信号接收设备受到干扰，无法分辨原本的信号源，感应雷电虽然风险指数降低，但由于发生的频次比较高，也会扰乱铁路的正常通行，对雷电的预防，应从多方面着手，尽可能提前做好准备，在信号受到破坏后，寻求其他的信号源，保障铁路运输中，能够有正确的信号引导1。钢轨本身自带的导电性很容易因为雷电的袭击而导致轨道信号装置被破坏，为这些信号装置加装防雷设备可以有效地避免由雷电造成的轨道信号设备故障的隐患。
2.铁路信号设备智能防雷系统的设计
2.1智能防雷系统的组成及模块设计
铁路信号设备智能防雷系统是将传统防雷保护为基础，对其实施智能化的改造，使用全新的技术与传感器、智能防雷模块相互结合，为系统提供综合预警、参数展示、数据查询等全新的功能。利用创建可追溯智能平台，使传统被动防雷保护成为主动智能化的防雷系统，此智能防雷系统主要包括数据中心、传感器收集单元、智能防护单元、检测平台。其中智能防护单元主要包括具有过流保护功能的电源浪涌保护器、状态指示灯、断路装置等构成，其具备独立输入输出的接线端子，并且在箱体中和浪涌保护器串联断路器实现合理的布线，保证智能防护单元和被保护的电路配线能够满足铁路需求。智能防护单元在结构设计方面能够实现配电部分及防雷装置的隔离设置，从而有效实现一体分室结构的设计，满足铁路防火防爆及安全性的需求2。
数据中心主要包括应用服务器、数据服务器等构成，数据中心模块的主要目的就是实现智能防护单元数据检测的分析、存储及处理，从而成为告警数据对相关责任人进行转发。数据中心要满足信息交换、故障定位、信息交换及性能分析等需求。并且在上级部门信息系统中要预留通信接口，从而能够四线智能防护单元使用过程中的状态告警。
2.2智能防雷系统的硬件电路设计
智能防雷系统节点收集硬件设计通过模块化结构实现，硬件电路通过微处理器、以太网接口电路、外围电路、防雷器信号输入电路和其他电路构成。①防雷器信号输入电路，其电路两种具有两个防雷器信号输入接口，接口使用SCSI连接器，其能够将防雷器电路并行信号到光耦隔离电路中输入，光耦隔离电路的主要目的就是使处理电路在雷击的时候不会被损坏。②以太网通信接口，系统中的服务器和节点都是以以太网TCO/IP协议为基础实现通信的。以太网通信电路控制器芯片使用ENC28J60，其属于行业标准的串行外设接口独立的以太网控制器，其能够属于所有配置控制器的以太网接口通过SPI和中断引脚实现和主控制器的通信，专用引脚和LED相互连接，从而能够实现网络活动状态的指示3。
2.3智能防雷系统的软件设计
①主机系统，智能防雷系统要根据实际现场的需求，通过一台计算机实现防雷系统的管理。具体来说，在某个车站安装系统，可以使用计算机到车站中安置，从而实现车站的局部管理。在一个电务段零散的车站配置系统中，主管领导能够实现手提式计算机进行抽查，在全段统一安装系统的时候，就要创建从领工区到电务段的广域网，从而形成三级网络化管理。②通信功能，管理软件能够实现读取器参数的设置，比如内部时钟、读器编号、报警门限、电话号码等，这个时候要求读取器能够将记录到计算机中上传。管理软件能够使读取器中的记录到计算机中记录，之后对记录进行处理、存储。管理软件通信功能主要包括远程通信、本地通信及通信设置。其中本地通信是指识读器利用接口设备和计算机串口将巡检记录到计算机发送。远程通信是指远端识读器利用调制解调器对计算机传输检查记录，通信设置指的是实现远程通信及本地通信使用串口的设置4。
3.智能防雷系统的实现
通过铁路信号设备智能防雷系统的工作流程，系统能够对电厂变化进行检测，判断周围是否存在雷闪，从而将雷闪信息到检测中心中发送。并且本文所设计的系统还能够接受主模块中发送的控制信息，实现传输线路及交流电路的断开和连接。在终端上电控制之后，要对本机地址号进行读取，之后实现通讯模块的初始化，比如实现模式的设置。另外，单片机能够对模块是否接收到数据进行检测，在出现新信息的时候，就要将信息进行读取，判断此值和本机是否相同，如果相同就执行相应的操作。之后利用传感器实现高场强度的判断周围是否存在雷闪，从而将雷闪信息到检测中心进行发送。本系统设计的优势就是能够提高防雷效果，并且其中的传感器能够对空间电磁场的变化进行检测，控制部分能够将雷电信息到监控中心所传输，工作人员对此信息进行判断。
结语
近几年来，我国铁路交通系统的基础设施建设得到了不断的完善，然而，在全面升级铁路交通运输能力的同时，对所涉及到的运输安全性问题的认识程度也在逐渐提高。这不仅是铁路交通发展的需要，也是提升铁道运输质量的关键。这就需要相关工作人员定期对信号设备进行雷击隐患的排查，并及时地采取相应的防雷保护举措，有效地避免铁路运输过程中由于雷击而发生信号传输中断的现象，提升铁路交通运输的质量及安全。
参考文献：
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[2]李波.铁路信号设备的防雷方法分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（22）：149-150.
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