信号综合防雷技术方案文档格式.docx

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2、设计思想

1、在不增加信号楼雷击概率的前提下，完善信号楼的外部防护装置，包括避雷带（网）、引下线及综合接地网，保证信号楼在遭遇直击雷袭击时可以安全的接闪、引下及泄放雷电流。

2、利用建筑物原有的主体钢筋和新增的避雷带（网）、引下线等构成法拉第笼，形成对信号设备的初级屏蔽，初步改善信号设备电磁兼容环境条件。

3、在计算机联锁机房实施屏蔽工程，进一步改善联锁设备电磁兼容环境，并将屏蔽层直接与综合接地网相连，从而将屏蔽层上由于电磁感应产生的雷电流直接泄放入地。

4、在信号楼周围新建外部环型接地装置，与建筑物原有地网、贯通地线多点连接后组成综合接地网，并将接地电阻降到1欧姆以下。

5、在环型接地装置上分别独立设置电源引入处接地汇集线、分线盘进线处接地汇集线、电磁屏蔽层接地汇集线、机械室和计算机房等的设备接地汇集线的引出点，并保证它们相互之间及与引下线入地点的距离要求。

6、将进出信号楼的所有不带电的自来水管、暖气管道等金属物体都与外部环形接地装置做等电位连接，从而将沿上述金属物体侵入的雷电流和过电压直接泄放入地。

7、在电源引入处和分线盘处（即LPZ0区和LPZ1区交界处）集中安装电源和信号防雷保安器，并设置直接与外部环型接地装置相连的接地汇集线，从而将沿上述线路侵入的雷电流直接泄放入地。

8、将电源电缆铠装层、信号电缆屏蔽层在电源引入处和分线盘处直接与接地汇集线相连，从而将沿上述金属物体侵入的雷电流和过电压波直接泄放入地。

9、在控制台室、机械室和计算机房的防静电地板下设置与房间地面绝缘的接地汇集线，并将各设备就近接地实现等电位连接。

10、在电源线LPZ1区和LPZ2区及后续防雷分区界面处和电子计算机信号端口处设置第二、三级防雷保安器，分流残余电流和钳位各端口处雷击过电压，从而实现分区、分级、分设备的系统防护。

3、现场情况

2007年6月12日，对郑州圃田站信号楼机房内部及外部进行了现场防雷勘测，现场情况如下：

信号机房所处建筑物为2层砖混建筑物，长为25米左右，宽为12米左右，外围地面部分为混凝土地面，地下线缆较多，信号楼机械室、微机室和控制台室和电源室均在建筑物二层。

整个信号楼面积约为300平方米。

信号楼二层有一个电源室，面积约30平方米，共4个电源屏，靠墙处有一个三相双路电源；

电源室右边是机械室、左边是微机室，旁边是控制台室。

微机室机房与机械室均有防静电地板；

电源室与控制台室无防静电地板。

4、设计范围

根据以上勘测情况，信号机房的防护考虑以下几个方面：

1、信号楼外部直击雷防护设计

2、联锁机房电磁屏蔽设计

3、接地汇集线及等电位连接设计

4、电源防雷保安器设计

5、通道信号防雷保安器设计

6、分线盘信号传输线防雷保安器设计

第三章、信号楼外部直击雷防护设计

1、接闪方式的选择

经过现场勘察，圃田站信号楼为二层砖混结构，信号楼的外部直击雷接闪方式主要采用避雷网和避雷带结合保护方式，而不采用避雷针和其它非常规接闪装置，主要考虑到避雷针和其它非常规接闪装置是主动引雷，引雷入地时必然会产生强大的电磁场，这在附近的线路、设备以及金属设施上会产生强大的感应雷击，从而可能损坏设备造成雷害。

而避雷带和避雷网属于被动防雷，即信号楼不幸被雷电击中时，让雷云对避雷带或避雷网放电，而不对信号楼本身的构件放电。

这样既能保护了信号楼本身不直接被雷击，同时又降低了感应雷产生的概率。

相对避雷针而言避雷带和避雷网在信号楼上的覆盖面积大了很多，其保护范围也比单一避雷针大很多。

因此对于信号楼直击雷接闪装置采用避雷带和避雷网结合方式。

信号楼顶有独立避雷针时，应将其拆除。

2、避雷带、避雷网设置

避雷带在楼顶沿女儿墙四周安装。

施工方法：

为防止破坏女儿墙上防水层，先在楼顶沿女儿墙每间隔1米打好固定避雷带支撑的孔，将避雷带支撑柱固定在孔位上，然后将避雷带与支撑柱进行可靠焊接。

支撑柱采用φ10热镀锌圆钢。

避雷带与女儿墙体高度为150mm，圆钢与圆钢搭接长度不小于60mm。

焊接要求双面全缝焊，焊好后敲掉氧化渣，上防锈漆，待防锈漆干后刷银粉漆进行防腐处理。

避雷网在楼顶天面进行安装。

将避雷网在每3米处与避雷带焊接连通，构成不大于3m×

3m避雷网格。

避雷网格扁钢搭接长度不小于

100mm，每一交叉处均要进行焊接，焊接要求四面全缝焊。

焊好后敲掉氧化渣，上防锈漆，待防锈漆干后刷银粉漆进行防腐处理。

为防止雨水对避雷网的腐蚀，避雷网格不能直接放在楼顶天面，需在避雷网格下放置红砖固定后使其悬空。

先将红砖在距避雷网格焊接交叉点10公分位置用水泥沙浆固定，然后将避雷网格放置在红砖上。

避雷网、带设置时不得在楼面打眼施工，不得破坏楼面防水层，如防水层有破坏时，施工完毕后需进行防水层的修复。

3、引下线设置

引下线采用40×

4mm热镀锌扁钢沿信号楼外墙均匀垂直敷设4根，上端与避雷带焊接，下端与综合接地体焊接连通，并与其它电气线路保持不小于1m的间距。

施工要求：

引下线扁钢搭接长度不小于100mm，每一交叉处均要进行焊接，焊接要求三面全缝焊。

引下线应靠墙平直设置并不得出现急弯（弯角不小于R90°

），并与天面屋檐保持3-5cm的间距，避免雨水锈蚀。

墙与引下线每隔1.5m用膨胀螺栓均匀固定，引下线离地2m处穿PPR管固定安装在墙上（PPR管需离地面3cm以供排水）。

每一条引下线离地2.0米高处设置标志牌。

如建筑物为框架结构且楼顶天面有外露主钢筋时，避雷带与建筑物主钢筋多点焊接。

4、综合地网设置

施工动土前，首先向车站有关方面了解机房周围地下电缆分布情况，严禁在情况不明时动土。

如遇地网与电缆交叉时，地网从电缆下方通过，水平接地体穿PVC管后并与电缆之间保持300mm间距。

开沟时，随时注意地下情况，严禁野蛮施工。

当遇地底有硬物时，必须仔细清理、查看清楚后，方可继续施工。

信号楼综合接地装置原则上设置为环形，由于机房所在建筑物及附属设施的影响，根据引下线与引出线设置的间距原则，地网可以沿建筑物外围设置成U形或L形。

根据圃田站的现场情况，由于控制台室下方有一小房间阻隔了地网构成环形，如想饶开小房间连成环形，小房间外就是站台，根据现场情况，如能与该房间负责的相关部门联系从房间地面下通过则做成环形，如不行则就做成U形。

沿机房所在建筑物四周，建筑物外墙1米外开挖地沟。

沟宽0.5m，沟深不小于

0.7m，将沟槽挖好后，沿沟底将热镀锌扁钢水平敷设做为地网的水平接地体，并分别在每条引下线及引出线处均匀设置6块低电阻接地模块做为地网的垂直接地体。

水平接地体与接地模块极芯焊接，焊接要求三面全缝焊。

焊好后敲掉氧化渣，上沥青漆进行防腐处理，防腐层不得少于5mm。

垂直接地体应均匀埋设，间距不小于其长度的2倍。

由于靠信号楼外墙1米处有一通信铁塔，距离太近，应将环形接地装置与其接地引接线进行可靠焊接，形成一个综合的接地系统，焊接点与接地汇集线在地网上的连接点的间距不小于5米。

如该信号楼有主体钢筋，则环形接地装置必须与建筑物主钢筋进行可靠焊接，焊接点不少于4处。

焊接要求双面全缝焊。

焊好后敲掉氧化渣，上沥青漆进行防腐处理。

当车站有贯通地线时，贯通地线必须引接至环形接地装置上。

贯通地线在信号机房内设置专用的接地铜排，然后采用50m㎡铜导线与环形接地装置可靠连接。

环形接地装置与贯通地线连接线采用直径8mm的不锈钢螺栓栓接后再用防水胶带进行防腐处理，引接线使用接线鼻压接。

所有焊接工作完成，测试接地电阻合格并在做好隐蔽工程记录及拍照留底以后，进行地沟回填。

回填土尽量选用细土，严禁将石头、木头等垃圾杂物回填进地沟。

回填过程中需进行分层夯实，恢复开挖前的地面。

回填完毕后需在环形接地装置四角埋设永久性标记，接地标记在站台上应与地面平齐埋设，在站台以外使用电缆标桩。

标桩上统一使用白印红字“信号地线”，并标明接地体的走向及接地体标志符。

电缆标桩规格尺寸：

150mmX150mmX600mm，埋深300mm，外露300mm；

室外所有接地设备连接完后，在任何一根引下线处或接地汇集线的连接处测试接地电阻值应不大于1Ω。

地网施工示意图如下：

材料：

40×

4热镀锌扁钢（镀层厚度大于20μm）、沥青漆、金属石墨接地模块

第四章、联锁机房电磁屏蔽设计

计算机联锁机房墙体屏蔽采用厚度为0.6mm铁板做为屏蔽材料，玻璃门窗及隔墙采用截面积不小于3m㎡，网孔小于80×

80mm的铝合金网做为屏蔽材料。

玻璃门窗及玻璃隔墙采用截面积不小于16mm2的铜带与墙体屏蔽层可靠连接。

所有屏蔽体都应与环形接地装置（或基础接地体）连接。

为保持机房美观整洁，铁板敷设完后其表面应铺贴阻燃墙纸进行装饰。

1、铁板的安装

a、在墙上敷设铁板，铁板与铁板之间的连接用连接片进行连接。

在铁板与连接片之间用1寸水泥钉将铁板与连接片钉牢在墙上。

b、在铁板的中间及两侧均匀钉置10颗水泥钉，将铁板牢固安装在墙上，并保证铁板的平整。

c、屋顶铁板的安装，为保证铁板与墙体连接的牢靠性，需先在墙上涂刷一层铁板专用胶，将铁板粘牢在墙体上，然后在铁

板的中间及两侧均匀钉置10颗水泥钉，将铁板再次钉牢在墙上。

d、铁板与铁板之间不得有重叠及缝隙，铁板与墙体之间应密贴，不得有气泡。

e、安装在墙上的所有铁板，相互之间必须保证电气连接的可靠性。

2、铝网的安装

a、玻璃隔墙及门窗采用铝合金网做为屏蔽材料，铝合金网安装在76型铝压条中，铝合金网应顺直，平整，不得有拱翘现象。

b、铝合金网与墙体屏蔽层采用自攻螺钉多处可靠连接，活动门窗屏蔽网与墙体屏蔽层或金属窗框采用16mm2软铜带可靠连接，软铜带上套黑色热缩管进行保护处理。

3、防静电地板屏蔽网格安装

如机房防静电地板下无屏蔽网格，采用30mmX0.1mm紫铜泊带铺设成与静电地板相同大小的屏蔽网格，紫铜泊带交叉处采用锡焊焊接，并与静电地板脚支撑架锡焊焊接连通。

屏蔽网格与屏蔽层之间不得少于4处电气连接，并分别与屏蔽接地汇集线不少于2处连接。

4、吊顶

因该信号楼连锁机房未进行吊顶，在机房屏蔽改造后，应进行了吊顶装饰，采用铝合金轻钢龙骨加石膏板的形式，并增加4个灯盘作为照明。

5、墙纸

在铁板敷设工作完成后在侧面墙上贴墙纸作为外观处理，墙纸应平整无褶皱。

第五章、接地汇集线及等电位连接设计

1、接地汇集线设计

在信号楼的控制台室、机械室、或分线盘处、计算机房和电源室（电源引入处）设置接地汇集线。

接地汇集线采用截面积不小于30mmX3mm的紫铜排，控制台室、机械室、电源室及计算机机房设备接地汇集线可相互连接成条形。

电源室防雷箱处（电源引入处）、分线盘处的接地汇集线应单独设置，并分别与环形接地装置单点冗余连接。

屏蔽接地汇集线应单独设置。

设备接地汇集线可采用截面积不小于

50mm2有绝缘外护套的多芯铜导线或30x30mm紫铜排相互连接后与环形接地装置单点冗余连接。

接地汇集线及接地汇集线间的连接导体、接地汇集线与地网的连接线必须与墙体绝缘。

在无防静电地板的房间如电源室，接地汇集线设置在距地面0.2m～0.3m（踢脚线紧上方）处，采用绝缘子（离墙30mm左右）每间隔1.2m距离固定在墙面上；

在有防静电地板的房间如机械室，接地汇集线采用绝缘子每间隔1.2m距离固定在防静电地板下方距地面30-50mm，距墙面100-300mm处。

根据机房设备的需要，在接地汇集线上每隔1～1.5m预留接地螺栓供设备接地。

接地汇集线受制造长度的限制需使用多根铜材时，铜材间直接连接的接触部分长度不少于60mm，接触面应打磨后采用3颗M6以上的铜螺栓双螺帽连接，交叉连时，接触面打磨后采用2颗M6铜螺栓双螺帽连接。

每一接地汇集线上应进行标识。

引入每一机房的接地汇集线与地网的连接线采用50mm2的有绝缘外护套多芯铜导线（屏蔽层接地汇集线与地网的连接线采用25mm2的有绝缘外护套多芯铜导线），连接线在穿墙进入房间时，须在墙体穿孔处穿PVC管进行绝缘。

电源室防雷箱处（电源引入处）接地汇集线在环形接地装置上的连接点与分线盘处接地汇集线在环形接地装置上的连接点之间，以及与其余接地汇集线在环形接地装置上的连接点之间距离宜大于5m。

避雷带的引下线在环形接地装置上的连接点，与接地汇集线在环形接地装置上的连接点间距应大于5m。

走线架不得布置成环型，已构成闭合回路的加装绝缘断开。

2、等电位连接设计

室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等设备的安全地线、防雷地线、工作地线、电缆屏蔽地线必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。

走线架在不构成闭合回路的前提下，必须保持电气上的连续性，并与设备接地汇集线进行栓接，连接螺栓采用M8铜螺栓双螺帽。

室内同一排不同的金属机架、柜采用10mm2多芯铜导线栓接后再就近与设备接地汇集线连接。

接地汇集线与组合架连接时，连接处需打磨后采用M8铜螺栓双螺帽栓接。

分线盘电缆屏蔽层采用10mm2多芯铜导线直接与分线盘接地汇集线栓接。

控制台室、机械室、计算机房和电源室的设备接地汇集线可相互连接后再与地网单点连接。

由于机房分布在几个房间时，各房间可设置设备分接地汇集线，分接地汇集线间应采用30×

3铜排或50mm2的有绝缘外护套的多股铜导线加线鼻栓接。

计算机机房屏蔽层、金属门框、暖气等金属管线、窗户金属屏蔽层以及防静电地板金属支撑架（静电地板屏蔽网格）采用10mm2多芯铜导线与屏蔽接地汇集线连接（或直接与屏蔽层接地汇集线进行连接）后再用不小于25mm2多芯铜导线与环形接地装置可靠连接。

接地汇集线与地网的连接在地下部分采用与水平接地体相同材料（40mmX4mm热镀锌扁钢）并与水平接地体焊接，焊接点刷沥青漆进行防腐处理，焊接敷设后在靠墙角处地面下300mm与接地汇集线的连接线采用M8的不锈钢螺栓双螺帽连接。

连接线整体使用PVC管防护，并在距地面2.0米高度处设置接地汇集引出线标识牌。

信号楼机房内所有信号设备应与建筑物屏蔽层有一定安全距离，并尽量设置在机房中间部位。

信号传输线路的径路（走线槽、走线架）排列，应远离有屏蔽层的建筑物墙体，并尽可能靠近建筑物的中心轴线。

第六章、电源防雷保安器设计

1、电源系统防雷保安器设计

根据《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》（TB/T3074-2003）和铁运〔2006〕26号文件“外电网引入机房建筑物应采用多级雷电防护”的要求，在电源线路设置三级防雷保安器。

其中第一级防雷保安器设在户外交流电源馈线引入处，采用通流容量为40kA的TEK双路三相电源全保护模式电源防雷箱，目的是将沿电源线路侵入的大部分雷电流通过此级防雷箱泄放入地；

第二级防雷保安器设在电源屏处，由于电源屏内已配置有防雷保安单元，此处可利用原有的防雷保安单元做为电源第二级防雷保护，此级防雷器的作用是进一步分流残余雷电流并将雷击残压控制在电源屏设备可以承受的范围之内；

第三级防雷保安器设在计算机终端电源稳压器或UPS电源前端，进一步将雷击残压降至微电子设备可承受范围之内。

2、交流电源馈线引入处电源防雷箱设置

在交流电源馈线引入处，安装TEK三相双路电源防雷箱做为电源第一级防雷保护，该防雷箱采用全模防护模式，具有故障声光报警、雷电计数和状态显示功能。

主要防护指标为冲击通流容量为40kA，限制电压≤1500V，泄漏电流为0，响应时间为100ns。

防雷箱内防雷模块采用压敏电阻串放电管型，具有阻断续流功能并能实现热插拔，且自带热脱扣装置，当处于劣化或损坏状态时，可立即自动脱离电路并给出劣化指示且不会影响电源设备正常工作，符合故障导向安全原则。

为将沿电源线路侵入的雷电流直接泄放入地，在防雷箱下方设置专用的接地汇集线，并采用截面积为50mm2有绝缘外护套的多芯铜导线与环形接地装置单点连接。

防雷箱接地端与接地汇集线的距离应小于1米。

3、UPS电源前端防雷保安器设置

在微机监测UPS电源输入端安装串联式单相防雷保安器做为电源第三级防雷保护，该防雷器采用全模防护模式，主要防护指标为冲击通流容量为20kA，限制电压≤500V，泄漏电流为0，响应时间为100ns。

第七章、通道信号防雷保安器设计

1、数据信号防雷保安器设置

为防止雷击电磁感应过电压从TDCS2M数据信号端口侵入损害调度管理系统分机，在协议转换器的输入、输出端口分别串联安装TEKKOAXE2/MF-C数据信号防雷保安器进行防雷保护，接地线采用6mm2多芯铜导线接至机柜的接地汇集排上。

2、视频信号防雷保安器设置

由于微机室与控制台室之间距离为5米，故无须考虑内线电磁脉冲影响。

第八章、分线盘防雷保安器设计

该信号楼综合防雷项目为既有站防雷改造。

根据站内分线盘的位置布置，在提出安装位置建议并经电务段同意后，分线盘可就近设置分线盘防雷柜进行雷电防护。

1）、轨道电路防雷保安器设置

a、在每对轨道电源去线与回线上安装3个TEKC275-40D防雷保安器进行纵横向全保护，共6个；

b、在每对轨道电路的去线与回线上安装3个TEKC385-20D防雷保安器进行纵横向全保护，共261个；

c、区间为移频轨道电路，由于移频轨道电路已安装过防雷保安器进行保护，故不再重新安装。

2）、区间半自动闭塞方向电路

区间半自动闭塞方向电路各安装1个TEKC275-20D防雷保安器进行纵向全保护，共16个。

3）、站内及区间信号机点灯电路防雷保安器设置

在所有信号机点灯的去线与回线对应端子上各安装一个TEKC275-20D防雷保安器进行纵向保护，共265个。

4）、联系电话防雷保安器设置

站内与区间联系电话线路的去线与回线对应端子上安装一个TEKC275-20D防雷保安器进行纵向保护，共4个。

5）、灯丝报警、站间联系防雷保安器设置

站内与区间的断丝报警电路、站间联系电路的去线与回线对应端子上各安装一个TEKC75-20D防雷保安器进行纵向保护，共84个。

6）、分线盘接线端子与防雷保安器的连接线采用1.5mm2多芯阻燃铜导线，连接线应尽可能的短；

接地线采用6mm2多芯铜导线直接与防雷柜接地汇集排连接，长度应不大于1米。

7）、每个防雷器应有详细的用途标识，以便于维护。

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