信号系统防雷接地及电磁兼容万芳

信号系统防雷、接地及电磁兼容

一、电磁兼容防护原理 1.干扰分析 ①干扰源。包括高压电气设备(接触网辐射、大功率发射器等)及干扰电压源(雷电、接触网上电等)。 ②耦合途径。分为共用阻抗耦合(共模—差分转换)、多种环线感应、直接差分感应、电缆串音干扰和电源传导耦合等。 ③被影响的设备。包括信号设备和其他路外设备。 2.防护措施 总的防护原则是“等电位”。将铁路沿线金属外壳、杆、塔等进行等电位连接，并设置贯通的架空地线和埋设地线，通过完全横向连接将架空地线与埋设地线连接在一起，构成立体防护网络。 （1）设备安全防护措施。包括：①使用铠装屏蔽电缆(包括电源线)，并进行屏蔽连接。②当架空导线功能上允许接地时，应尽可能接地；如不允许接地，应限制其长度，并限制电流强度以减少其电荷容量；如以上2种方法均不允许，可在该架空导线附近再设置1条导线，实现静电屏蔽。③为避免感应雷击，应使用防雷器件，限制设备与地之间的电流强度，并加强设备的绝缘性能。④使牵引回流的通路顺畅，路径短且阻抗低。 （2）人员安全防护措施。包括：①设置完全横向连接和简单横向连接，均衡上、下行线间的牵引回流，并尽可能使牵引回流沿架空回流线返回变电所；②接触网支柱与架空地线连接，后经完全横向连接与埋设地线连接；③牵引供电设备与埋设地线连接；④金属桥、雨棚、站台支柱、金属管线、金属护栏等与埋设地线连接；⑤信号方面的支柱、金属箱盒等与埋设地线连接；⑥铠装屏蔽电缆、动力电缆、通信电缆屏蔽层与埋设地线连接。 与室外联系的继电器线圈电路在突然断电时，其反电动势会产生一连串窄脉冲电流，经过继电器架走线槽内各种电缆，以电磁场耦合方式(即线间的分布电容和分布互电感)窜人其他电路，从而产生干扰。通过在绥中北站对与室外有联系的继电器所产生的干扰情况进行现场测试，发现继电器线圈产生的干扰是由一系列幅度不等的窄脉冲组成，窄脉冲之间间隔约为几十微秒，窄脉冲群持续时间小于lms，但不同类型、不同用途的继电器产生的干扰强度是不同的，相差较大。因此，从保证安全角度看，有必要采取干扰抑制措施。 二、 接地系统构成及功能 设置1条35mm2贯通铅包铜接地铜缆作为埋设地线，经轨道电路完全横向连接再与架空牵引回流线连接，可实现线路上方金属结构的接地；在车站和中继站信号设备房基础周围埋设1条50 mm2裸铜线作为环型地网，与埋设地线连接；信号设备房防静电地板下方设置由50 mm2裸铜线构成的网格型(网格间距不大于Ira)地线，并与埋设地线连接。这样信号系统接地便形成了以贯通铅包铜接地铜缆为骨架、以完全横向连接和网格型地线为支撑、以电缆屏蔽接地和机柜接地等为分支的庞大的立体接地网络，防雷地、工作地和防护地实现了有机的统一。 1 室外设备接地 1．1 完全横向连接及简单横向连接布置原则 ①．变电所或分区所对应的绝缘节处应设完全横向连接，且仅可在此连接处接地。如没有适当的绝缘节(即绝缘节与变电所或分区所之间的距离超过100m)，应增设扼流变压器以构成完全横向连接。由该处向两侧推算布置下一个完全横向连接，尽量利用电气绝缘节或机械绝缘节构成完全横向连接以节省设备。 ②．2个完全横向连接之间的距离不可小于1．5km，也不可大于2kin，以实现断轨检查功能。如该距离大于等于2kin，需在中间增加简单横向连接。简单横向连接与完全横向连接之间的距离应大于等于lkm。 ③．横向连接线的长度要求小于100m。如果上下行电气绝缘节的SVAC或机械绝缘节的扼流变压器之间的距离不能满足上述要求，则需增设扼流变压器来完成横向连接，该扼流变压器的阻抗应大于17n(对应该区段UM2000载频)。 ④．增设的扼流变压器距电气绝缘节或机械绝缘节的中心应不小于50m，距电容不小于20m；变电所或分区所处所对应的绝缘节处的完全横向连接距机械绝缘节或电气绝缘节中心不小于100m。 1．2 现场箱盒和电气绝缘节接地 ①．室外继电器箱、变压器箱、方向盒等均应设等电位板，箱盒外壳、电缆屏蔽屏蔽电缆和铠装经等电位板与接地铜缆连接。 ②．如没有横向连接，每个电气绝缘节的中点需经“SOULE'’型阀式避雷器接地。 ③．如有简单横向连接，则2个电气绝缘节的中点连接后只需经1个“SOULE'’型阀式避雷器接地。 ④．如有完全横向连接中点可直接接地。 2 室内设备接地 2．1 雷电防护 则2个电气绝缘节的室内雷电防护总的原则是经等电位连接，使过电压(或电流)以最直接的路径尽快泄漏到大地，达到保护设备的目的。 2．2 电磁兼容防护 电磁兼容防护总的原则是利用室内的金属物有机地构成1个“法拉第笼”，进行接地连接。为使接地阻抗最小，接地电缆应走最直接的路径。 ①．电缆走线架应选择不锈钢或热镀锌材质的网格型架子，走向不能形成环路，可以是梳状。电缆走线架应保证电气上是贯通的，与对应设备进行等电位连接。走线架与设备之间的距离如大于30cm，应设分支走线架。 ②．防静电地板下设由50mm2裸铜线构成的网格型地线，网格之间的宽度不大于lm，网格地线四周与建筑钢筋焊接，并间隔10m与埋设地线连接。计算机柜、电源柜、组合柜等外壳采用25 mm2导线与网格型地线连接，其他金属管线等与机柜外壳连接以实现等电位。 ③．各电源柜与UPS柜之间、各组合柜之间互相连接，并与总接地板连接。 ④．SEI机柜互相之间连接，上部等电位板经“剥线卡口”层与电缆走线架相连，下部等电位板与网格型地线连接。 2．3 人员防护 人员电气防护总的原则是在信号楼周围建立一个安全地(环型地网)，将金属屋顶、金属门、电源设备、组合架、计算机柜、分线架等与安全地进行适当连接。 3 室内外接地网络 ①．室内等电位板经2条独立的35mm’裸铜线(间距不小于lm)与室外贯通接地铜缆连接。 ②．电源柜的防雷应采用2条25mm2接地电缆与环型地网连接。 三、注意事项和建议 1．所有由SEI系统采集并与室外有联系的继电器线圈两端应并联压敏电阻，以防突然断电时继电器线圈电路产生的窄脉冲对SEI系统造成干扰。所有由SEI系统驱动输出的继电器线圈两端应并联反向二极管，以防错误电源对SEI系统造成损坏。 2．SEI系统有关的电源线应采用屏蔽电缆，信号线应采用对绞屏蔽电缆。 3．超长无缝钢轨的伸缩缝处应采用2根70mm2铜线实现电气连接，以保证轨道电路正常 4．应避免接触网架空地线经火花间隙接单侧钢轨，以防瞬间放电对轨道电路设备造成损害。接触网架空地线可经完全横向连接与埋设地线连接。 5．应进一步研究信号系统与接触网、供电、通信、建筑等系统合用综合接地系统的可行性。查阅：已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图（更新中）查阅：2012年全国各省市城市轨道交通项目概览（更新中）查阅：城市轨道交通中标企业

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