张宇萌
天津轨道交通运营集团有限公司 天津市 300000
摘要：随着我国经济飞速发展，对于建设城市轨道交通的需求越来越大。为了保证城市轨道交通的安全性、便捷性、环保性，在轨道交通系统之中采用了许多先进的现代信息科技。但是，随着设备的精密程度、复杂程度和系统的升级，导致其功耗越来越大，运行电压越来越低，对雷电流的抗干扰程度越来越弱。当受到雷电流侵害的时候会严重影响设备的正常运行，对轨道交通控制中心和各站点相互连接的通讯设备造成损伤，从而带来了无法估计的经济财产损失。因此，在城市轨道交通建设过程之中建立综合防雷技术，对轨道交通实现全面的防护，从而减少雷电流安全隐患，保证城市轨道交通的安全运行，减少经济损失，保障人民生命财产安全。
关键词:轨道交通;雷击电磁脉冲;防雷装置检测
引言
自19世纪60年代初第一条地铁线路出现，标志着城市轨道交通时代开始。目前，轨道交通已经成为城市交通的骨干线路。随着对轨道交通低能耗的要求，系统工作电压越来越低，受到雷击过电压侵袭风险也越来越大。在各系统运行中，由于雷电波侵入，电力系统、线路和车站雷电环境要求越来越高，特别是高架线、地面线、地面车站都有着遭受直接雷击危险，而控制系统、通信网络、视频监控、消防系统都可能受到雷击脉冲干扰风险。因此，对轨道交通系统实现全面的雷电防护，从而减少雷电冲击造成的安全隐患，对保证轨道交通的安全运行至关重要。
1城市轨道交通系统组成
随着现代科技的进步，许多先进技术被应用到城市轨道系统建设之中，既增强了各站点与控制中心的联系，保证了城市轨道交通快捷、方便的运行，也加强了城市轨道交通在面对各种应急情况下的应变能力，从而保证了城市轨道交通安全、环保的运行。城市轨道交通系统是由多种具备不同功能性质的子系统构成的，其中主要分为基础设施和控制系统两个大类。基础建设主要包括线路、电压站和车站等的建设，这些均是易导电材质构成，在遭遇雷雨天气的时候，极易受到雷电流侵害；控制系统主要是供电系统、通信系统和信号系统组成，其是通过无线波进行信号传输，在遭遇雷雨天气的时候会受到雷电电磁脉冲的影响，从而影响了城市轨道交通的正常运行，带来了极大的经济损失。
2轨道交通系统雷电侵袭特征
（1）直击雷侵袭对象。轨道交通中遭受直击雷侵袭主要是地上站建筑物、地上降压站、跟随站和中间站及直流输电接触网。（2）雷击高电位与雷电波侵入与防护对城市轨道交通中，由于地下线(站)处于格栅型金属架和金属网及绑扎或焊接的钢筋水泥构成的电气连接、屏蔽效果非常好，遭受直击雷可能性几乎没有，受雷击电磁脉冲干扰可能性也较小，因此，唯一雷电波通道是地面线路转入地下线路时，沿各类金属管线侵入地铁系统。但不论地下还是地上部分，雷击电流会沿各类金属线路或沿金属管道侵入。地铁内各种电力设施和电子设备集中，雷电放电时巨大电流能引起雷电感应，造成这些设备损坏或误动。因此轨道交通弱电部分还是存在雷击电磁脉冲干扰隐患。可能遭受直接雷击的主要有地面线(站)。地铁隧道内及地下站雷击电磁脉冲防护对象包括机电、通信、自动检票、屏蔽门、火灾报警、视频监控、轨道交通指挥、旅客信息及行车管理和控制系统等。
3具体防雷方案
3.1直击雷防护
在对地上站（线）进行防雷保护的时候，可以参照《建筑物防雷设计规范》中对于建筑防雷分类的计算方法，对地上站（线）建筑物进行精密的计算，从而确定对应直击雷类别，再依据相关措施做好相应的设计
3.2构建综合防雷电系统
铁路信息系统是一个非常繁杂的系统，里面有许多电子器械设备，对信息技术的要求也比较高，所以一般的防雷设备不能够满足铁路交通的需求。因此还需要采用一种全方位保护的防雷电系统。比如可以选择将多重防护连接在一起，使用天网、地网以及微机控制室电磁屏蔽技术等相结合的方式完成防护。首先，在铁路信号设备控制室安装避雷带以及避雷网，直接将雷电在铁路信号设备室外进行疏散和引流。使用电磁屏蔽技术提高信号屏蔽效率，尽量减轻感应雷对铁路信号设备产生电磁干扰;其次，直击雷可以直接对铁路信号室产生破坏，且出现影响后，雷电电击会出现反击的情况，通过铁路接地系统反复对铁路信号机械室产生破坏。因此，要将铁路信号机械室内的一些设备与整体的防雷电系统隔离开来，这样就阻隔了雷电通过接地系统产生损害的线路，进而有效地保护了铁路信号设备。
3.3组建安全管理团队
“三分技术，七分管理”，技术是安全防护的必要手段，人是安全防护的核心和尺度。信号系统运营人员普遍存在安全意识不高，安全知识缺乏，安全能力不足的问题。面对日益严峻的网络安全现状，需要组建专业的安全管理团队来提供网络安全保障服务。安全管理团队可以由信号系统运营单位自己组建，也可通过专业的第三方安全团队来提供安全管理。安全管理团队在做好基本安全管理工作的同时，还需加强以下管理工作:(1)做好系统风险监测、预警通报工作，及时向有关部门通报可能影响系统的重大漏洞和风险。(2)做好应急预案，定期开展应急演练，在演练过程中通过发现现存的网络安全问题，找到安全防护体系的短板，及时弥补持续优化，提升安全防护能力。同时通过演练提高面对突发网络攻击的应急响应和应急处置能力。(3)负责突发安全事件的响应和处置，攻击过程的分析和处理，以及事件的调查与溯源，做好事后的总结工作。
3.4保证铁路网络设备的安全运行
铁路信号设备是通过网络运行的设备，互联网信息技术直接影响着铁路上的各种机械设备，因此，保证铁路网络设备的安全运行是保证铁路信号设备正常运行的重要前提。随着信息技术的不断发展，互联网信息技术在铁路交通上的影响范围也在不断扩大，很多设备都依赖互联网信息技术才能够正常运行，保证铁路网络设备的安全运行便显得格外重要。法拉第笼电磁感应屏蔽设备是有效的防止互联网设备受到雷电破坏的方法，将多个防雷设施结合起来，构成一个整体发达的网路，主要包括导引线、避雷线、避雷针以及接地等设备。因此可以在铁路网络设备中安置法拉第笼，有效减少雷电对铁路网络的影响，提高铁路信号设备的防雷整治工作。
3.5机电与通信系统的保护
城市轨道交通的机电房与通信控制系统主要集中在车站以及控制中心等场所，而车辆上则是安装了车载系统，其为了方便车辆与控制中心的联系，也能提醒车站做好准备。在整个通讯过程之中，主要是依靠无线信息进行传递的。而对于雷电电磁的影响下，无法准确进行信息传递，会严重影响到车辆的安全运行。其中可以采用卫星通信等方式。
结束语
城市轨道交通防雷技术并不是一蹴而就，而是需要进行全面考虑，对各项防雷措施进行定期排查和长期治理的，只有这样才能解决雷电对城市交通轨道的影响。
参考文献
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