準(zhǔn)池鐵路八里鋪等三站通信機房 綜合防雷系統(tǒng)改造方案探討

神華新朔鐵路有限責(zé)任公司通信技術(shù)分公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300

準(zhǔn)池鐵路是大準(zhǔn)鐵路和朔黃鐵路的聯(lián)絡(luò)線，北起大準(zhǔn)鐵路外西溝站，向南橫跨內(nèi)蒙古、山西兩省區(qū)，途經(jīng)和林格爾縣、涼城縣、右玉縣、平魯區(qū)、朔城區(qū)、神池縣等6個區(qū)(縣)，至朔黃鐵路神池南站，正線全長184公里，為國家Ⅰ級雙線電氣化鐵路，遠期運輸能力為2億噸，全線共設(shè)八里鋪、高家堡和臥廠3個車站，到發(fā)線有效長度1700m，線路限制坡度：上行4‰，下行12‰，最小曲線半徑600m，并有董半川支線1條16公里(由高家堡車站引出)。2012年3月28日開工建設(shè)，2014年11月15日臨管運營，2015年9月15日正式開通電氣化運營。

一、系統(tǒng)現(xiàn)狀

準(zhǔn)池鐵路所處區(qū)域為內(nèi)蒙古與山西接壤的黃土高原，地理、地形特殊，氣候干燥，土壤為黃土與沙礫混合，結(jié)構(gòu)松散，阻值較高，導(dǎo)電性較差，接地體要達到要求的阻值，需經(jīng)專門技術(shù)處理。區(qū)域內(nèi)平原丘陵縱橫、山脈起伏，局地強對流天氣頻繁，雷電災(zāi)害較多，且全線為電氣化鐵路區(qū)段，電磁場影響較大，需做專門的綜合防雷系統(tǒng)。

準(zhǔn)池鐵路八里鋪、高家堡及臥廠三個車站通信機房的接地，當(dāng)初由中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司設(shè)計的《準(zhǔn)池鐵路通信、信息施工總圖》明確是采用共用接地(車站辦公樓綜合地網(wǎng))方式，R≤1Ω，三個機房內(nèi)設(shè)接地匯流排1處，用規(guī)定線徑的有絕緣外護套的多芯銅導(dǎo)線直接連接到機房外的綜合地網(wǎng)。

機房內(nèi)通信設(shè)備電源防雷采用深圳科安達電子科技股份有限公司生產(chǎn)的XLY-380/40智能型電源防雷箱，可以實現(xiàn)以下功能：

1.實現(xiàn)對通信機房兩路三相或單相電源的浪涌防護、抑制感應(yīng)雷或浪涌過電壓和過電流，使被保護設(shè)備始終處于安全狀態(tài)。

2.防雷箱內(nèi)的浪涌保護器內(nèi)置動態(tài)熱感脫扣裝置，劣化后立即動作，使防雷器安全地從主電路脫離，并可顯示。

3.浪涌保護器采用摸塊化結(jié)構(gòu)，支持熱插拔，外封裝材料采用阻燃材料、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝。

4.具有通信智能防雷電防護系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端，由總線采集智能浪涌保護器中的雷電防護數(shù)據(jù)信息，通過以太網(wǎng)接口上傳到準(zhǔn)池鐵路通信傳輸網(wǎng)，回傳到通信技術(shù)分公司薛家灣信息網(wǎng)管中心的防雷系統(tǒng)監(jiān)控主機。

5.采集終端監(jiān)測的防雷系統(tǒng)故障類型有：模塊損壞、累計次數(shù)、雷電流幅值、熱脫扣、斷路器跳閘、模塊拔出及通信故障。

二、改造目的

由本文第一部分可以看出，既有防雷系統(tǒng)只是當(dāng)線路引入雷電并造成被監(jiān)測電流大幅度變化時才起作用，作用較為單一。

我們知道，通信設(shè)備在強電磁場環(huán)境下運行時，其穩(wěn)定性會受到很大影響，有時甚至?xí)绊懙较到y(tǒng)的正常運行，因此，在電氣化鐵路區(qū)間，引入了通信設(shè)備的綜合防護系統(tǒng)，也可以稱為綜合防雷系統(tǒng)。綜合防護系統(tǒng)的主要功能就是在防雷的同時，起到通信設(shè)備對強電磁場干擾的防護作用，我這里探討的用于規(guī)范三站通信設(shè)備綜合防雷問題，就是為了提高通信設(shè)備抗御雷電、電磁場的能力，減少或防止雷電損害以及電磁的干擾，而進行的一系列技術(shù)改造工作及規(guī)范要求。

三、技術(shù)要求

在準(zhǔn)池鐵路八里鋪、高家堡及臥廠通信機房新增綜合防雷，接入既有環(huán)形地網(wǎng)。投標(biāo)方所提供的設(shè)備和功能需滿足國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。房屋面積154㎡(八里鋪37.2㎡、高家堡62.86㎡、臥廠54.45㎡)。

將三處通機室的既有防靜電地板更新為沈飛牌600mm*600mm*350mm的瓷面防靜電地板(含配套支架)，同時對這三處機房的頂棚進行吊頂處理：建議采用鋁扣板做吊頂裝飾，新設(shè)照明燈具，每組燈排需含一路天花板嵌入式的應(yīng)急照明燈。

(一)機房進行更完善的室內(nèi)法拉第籠屏蔽。

(1)墻壁屏蔽層應(yīng)選用鐵板或鋁板等電磁屏蔽材料，板材厚度應(yīng)不小于0.6mm，(機房墻面及頂面的屏蔽層不得外露，并使用石膏板做裝飾處理，刮膩子后的機房整體效果須保持與原有墻面一致)。

(2)門窗屏蔽應(yīng)采用截面積不小于9mm2、網(wǎng)孔小于80mm×80mm的鋁合金網(wǎng)，并用不小于16mm2的軟銅線與地網(wǎng)或屏蔽層可靠連接，軟銅線做防腐處理。

(3)金屬板間每間隔500mm必須焊接或用不小于2mm2的軟銅線可靠連接。

(4)屏蔽層必須在引下線與地網(wǎng)連接處用不小于25 mm2的軟銅線可靠連接(可多處連接)，軟銅線做防腐處理。

(5)屏蔽層還應(yīng)與鋼筋接地端子板栓接。

(6)防靜電地板金屬支架間應(yīng)互相可靠連接，或在金屬支架底部采用0.2mm(厚)×20 mm(寬)銅箔帶構(gòu)成與支架一致的網(wǎng)格，銅箔帶交叉處用錫焊接。互相連接的金屬支架或網(wǎng)格銅箔帶應(yīng)采用10 mm2的銅帶(扁平銅網(wǎng)編織帶)應(yīng)與地網(wǎng)或屏蔽層連接，至少4處，銅帶一端加線鼻后與地網(wǎng)或屏蔽層栓接，另一端用錫焊接。

(7)相鄰的墻面、頂面、地面及門窗屏蔽網(wǎng)之間應(yīng)相互電氣連接，并通過接地匯集線與接地裝置多處連接。

(8)地面屏蔽網(wǎng)之間應(yīng)相互電氣連接，并通過接地匯接線與接地裝置多處連接。

(二)電源引入處防雷箱的接地匯流條應(yīng)獨立設(shè)置，并用截面積不小于50mm2的絕緣銅導(dǎo)線(即接地干線)與室外環(huán)型地網(wǎng)單點冗余連接。

(三)室內(nèi)走線架(槽)、電源、數(shù)調(diào)及傳輸機柜、DDF機架、ODF機架等所有室內(nèi)設(shè)備必須與墻體絕緣，其保護地線、工作地線等必須以最短距離分別就近與匯流條連接。走線架必須保持電氣上的連續(xù)性(可利用剝開的25mm2導(dǎo)線，敷設(shè)在電纜走線架內(nèi)，并將每段走線架至少在兩點進行連接)，并用30mm×3mm紫銅排與走線架和接地匯流條栓接，連接螺栓采用Φ8mm銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)，并不得少于3枚。

(四)室內(nèi)同一排各金屬機架、柜間用不小于16 mm2多股銅導(dǎo)線栓接后再用不小于50mm2有絕緣外護套的多股銅線就近與接地匯集線連接。機房面積較大時，可以設(shè)置與地網(wǎng)單點冗余連接的總接地匯流條。

(五)建筑物內(nèi)所有不帶電的金屬物體，都必須與環(huán)形接地裝置做等電位連接。

(六)室內(nèi)匯流條(等電位連接)

(1)在室內(nèi)設(shè)置工作接地匯流條、保護接地匯流條、電源防雷接地匯流條、通信線路入口處的室內(nèi)接地匯流條。其中，工作接地匯流條與保護接地匯流條宜合設(shè)，稱為工作保護接地匯流條；電源防雷接地匯流條宜單獨立設(shè)置。

(2)以上4類地線匯流條采用截面積不小于50 mm2有絕緣外護套的多芯銅導(dǎo)線與既有地網(wǎng)(室外環(huán)形接地網(wǎng))單點冗余連接。

(3)匯流條宜采用截面積不小于30mm*3mm的銅排，并用截面積不小于50mm2(或2*25 mm2單點冗余連接)的有絕緣護套多股銅纜就近與既有室外環(huán)形地網(wǎng)作可靠連接。引接線的長度不宜超過30m。

(4)匯流條連接點，按設(shè)計要求連接。

(5)匯流條采用截面積不小于50 mm2有絕緣外護套的多芯銅導(dǎo)線與地網(wǎng)單點冗余連接。

(6)匯流條銅材間直接連接的接觸部分長度不少于60mm，接觸面應(yīng)打磨后使用3個銅螺栓雙螺帽連接。

(7)各接地匯流條與室外環(huán)形接地裝置的連接線，在室外環(huán)形接地裝置上的連接點之間的距離不宜大于5米。

(8)當(dāng)工作匯流條和保護匯流條分設(shè)時，工作匯流條僅用于接直流電源系統(tǒng)的正極。

(七)連接(焊接、栓接)工藝

(1)室內(nèi)的銅材與銅材間可用螺栓連接，連接時必須用雙螺帽或栓接后施焊。

(2)引接線與環(huán)形接地裝置的連接可采用以下方式：

銅質(zhì)接地體或銅質(zhì)接地體與鋼制接地體之間連接應(yīng)采用放熱焊接(又稱放熱熔接)，熔接接頭應(yīng)將被連接導(dǎo)體完全包在接頭里，要保證連接部位金屬完全熔化，并應(yīng)連接牢固。

引出線與環(huán)形接地裝置的連接點應(yīng)做防護處理，防腐層應(yīng)在連接點四周延伸20～25mm，埋入地下的連接點防腐層厚度必須大于5mm。

(3)電纜金屬護套與接地匯接線連接時，連接線一端焊接在金屬護套上，另一端做線鼻后用銅螺栓與匯集線栓接；也可用線卡箍在電纜金屬護套上，連接線兩端做線鼻后分別與線卡和接地匯集線栓接。

(4)室內(nèi)多芯線纜與匯集線或浪涌保護器連接時，必須通過接線端子或銅鼻子連接牢固，防止雷電流通過時產(chǎn)生的芯線收縮造成連接松動。銅鼻子和纜芯連接時應(yīng)使用液壓鉗緊固或浸錫處理。接線端子尺寸應(yīng)與線徑吻合，接線端子與匯集線的接觸部分應(yīng)平整、緊固，無銹蝕、氧化，不同材質(zhì)連接時應(yīng)采用過渡接頭。

結(jié)束語

近年來，隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等微電子技術(shù)在通信系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。鐵路通信系統(tǒng)設(shè)備板件大量采用耐能量能力低的集成電路和微電子器件，極易受到雷電、電磁場的侵入和干擾，影響通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，如果沒有雷電防護技術(shù)的運用和支撐，通信設(shè)備遭受雷害和電磁干擾的概率會大幅度增加，可能導(dǎo)致鐵路通信設(shè)備失效和故障，影響鐵路正常的運輸秩序，通過對準(zhǔn)池鐵路八里鋪等三站通信機房綜合防雷系統(tǒng)的改造，可極大地提升室內(nèi)設(shè)備的防雷電及電磁干擾能力，為準(zhǔn)池鐵路高效運輸提供可靠的通信保障。由于自我知識水平有限，文中存在的紕漏和不足之處，希望大家批評指正，共同提高。