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摘 要：铁路通信机房采用的防雷措施是一项综合系统的雷电防护工程，由建筑物外部防护和内部防护措施组成。建筑物外部防护主要包括接闪器、引下线、接地装置的设置，内部防护主要针对雷电感应及雷电电磁脉冲防护。信息系统机房的雷电感应防护必须结合等电位措施、屏蔽措施、防静电系统、SPD安装以及防雷接地等措施共同实施，缺一不可。本文分析了雷电入侵铁路通信机房的途径，并提出了通信机房防雷害的对策。
关键词：通信机房；防雷措施；防雷接地
1雷电入侵铁路通信机房的途径分析
雷电入侵电子信息系统的途径主要有以下四个方面：①电源线侵入：电力线很多是架空导线，受到直击雷的几率很大，直击雷击中架空电力后，电力线上产生的雷电过电压沿电力线向两端流散，经过变压器或相关电气设备，高达几十千伏的过电压将损坏电力电气设备。②信号线侵入：网络、监控等数据信号线也是雷电高电位入侵的途径之一，过的电压在这些信号线上传到，击坏低压信息设备。③天馈线侵入：建筑物天面的各种雷电回波等天馈设备，因为在建筑物顶部，容易遭受直击雷，形成的过电压沿天馈线传导至机房设备，损坏电气设备，影响信息系统正常运行和工作。④接地回路侵入：建筑物接地体在接受雷电流时，由于接地电阻较大的情况下，会产生瞬态的高电位，高电位会击穿相邻的管道线缆，导致相邻的管道线缆上感应出雷电过电压，损坏与之相连的电气设备。
2通信机房防雷害的对策
2.1屏蔽系统
机房建筑物屏蔽。现代高层建筑物多采用钢筋混凝土结构，其板、柱、梁和基础内有大量的钢筋，将它们连接起来，在整体上构成一个法拉第笼式避雷网。同时，对采用钢结构的建筑物，将建筑结构中各钢件相互连接起来，也可以形成这种笼式避雷网。这些避雷网除了具有其它的防雷用途外，还可以用于屏蔽目的。虽然它们在网格结构上是稀疏的，但可以对建筑物外部入射的雷电脉冲电磁场进行初次抑制，使电磁场在透过它们后受到一定程度的衰减，这将有利于减轻对建筑物内电子信息系统屏蔽措施的压力。避雷网对外部雷电脉冲电磁场所能发挥的有限屏蔽作用与其自身网孔尺寸有很大关系，也与雷电脉冲电磁场的频率分量有关。
线路屏蔽。线路应根据使用性质，从雷电脉冲电磁场防护的角度来看，位于建筑物之间的户外线路（供电线或通信线）应采用带金属屏蔽的电缆，对于没有屏蔽的线路，应设置金属管道，让线路从管道中穿过，在进入建筑物的入口处，金属管壁应与建筑物的钢筋引下线或接地线作电气连接。当两座建筑物之间距离较长时，需要设置若干段金属管，在每两段金属管接头处应作可靠电气连接，以保证整个管道在电气上的连续性，这样的管道可以向其内部的线路提供有效的屏蔽保护。在电缆沟达到建筑物的端点处，应将电缆沟壁上的钢筋与建筑物的防雷引下线作可靠连接。
设备屏蔽。为了获得较好的屏蔽效果，应对电子设备外壳上的电气不连续处进行处理，比较可行的做法是在开孔口上设置透光异电层或在孔口内设置致密的屏蔽网，也可以在开窗口上用导电纤维制作屏蔽窗帘。对于机箱壳装配缝隙，可采用导电纤维作垫衬，填实缝隙，并将机箱壳上需要开出的缝隙（供热散等用途）做成两个表面重叠形状，同时应量减小缝隙的长度。
2.2等电位连接系统
等电位连接就是将设备、组件和元器件的金属外壳或构架在电气上连接在一起，形成一个电气连续的整体，这样可以避免在不同金属外壳或构架之间出现电位差，而这种电位差往往是产生电磁干扰和造成雷电反击的原因。等电位连接不仅可以在发生雷击时防止设备受到雷电反击，而且还可以保障人身安全。一般说来，凡进入建筑物内的金属管道（如供热管、供气管、水管、穿线管）、电力电缆多种金属护套、电源线进配电箱的PE线、信号线屏蔽层等均在入口处就近进行等电位连接，对于布置于建筑物内部的各种金属管、电缆槽、金属构件、电气和电子设备外壳等也应进行等电位连接，这些等电位连接属于常规的等电位连接，主要是通过搭接、连接母排和母线环等方式来实施的。搭接是将两个以上金属件在相遇或相近处采用连接紧固装置或焊接而连接起来，它是一种最基本的等电位连接方式，适合于金属件之间的直接等电位连接。
2.3综合布线系统
现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和信息系统等电子设备的管线电缆，在防雷设计时必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先要考虑这些电子设备放置的位置，要设法避开强磁场区，将信息线缆穿于金属管内，实现可靠的屏蔽，金属管道与等电位端子板相连；其次应该把这些线路主干线的垂直部分设置在智能建筑的中心部位，且避免靠近己用其内主筋作避雷引下线的建筑物立柱，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的线路上，还需要两端接地；对于新建机房，应尽量选择低层楼房。另外，应该注意电源线、天线和屋顶天面的各种线缆，在设计各种管线时，注意布线的安全距离。
2.4防雷接地系统
防雷与接地是一个统一的整体。无论是对直接雷击的防护，还是对雷电过电压和雷电电涌的防护，总是要把雷电流传导入地，没有良好的接地装置，各种防雷措施就不能发挥令人满意的保护作用，接地装置的性能将直接决定着防雷保护措施的实际效果。由于接地技术的内容很多，其中不仅有防雷接地，还有用于其它目的的接地，且在工程实施中这几种接地又是相互关联的。接地就是将电子、电气设备及电力系统的某些部分与大地相连接。这种连接是通过设置接地装置来实施的，接地装置是埋入地下的接地体与接地连线的总和。接地网泄散雷电流的过程是比较复杂的，这一过程不仅会受到土壤放电效应的影响，而且还会受到分布参数效应的影响。因为接地网的尺寸一般都比较大，其分布参数特征常不可忽略，除了电阻参数外，还有电感参数（电容参数相对较小，可忽略），如果采用集总冲击电阻来表征接地网的散流特性，将难以全面反映接地网在泄散雷电流过程中的流动波特征。鉴于这一问题的复杂性，工程上常采用试验来确定接地网的冲击接地阻抗。
3 结束语
我们必须对电子设备保护装置的选择，等电位、屏蔽、防雷接地等技術做深入的分析和研究，根据雷电流以及通信机房自身特点，通过分析，分别对直击雷、雷电电磁脉冲采取切实有效的防护措施，以便找出更好的防雷方法对目前通信机房防雷措施加以改进，最大限度的减少雷害造成的损失。
参考文献：
[1]黎莉.关于铁路通信机房防雷措施探讨[J].科技创新与应用，2013（02）
[2]陈渭民.雷电学原理[M].北京：气象出版社，2008
关键词：通信机房；防雷措施；防雷接地
1雷电入侵铁路通信机房的途径分析
雷电入侵电子信息系统的途径主要有以下四个方面：①电源线侵入：电力线很多是架空导线，受到直击雷的几率很大，直击雷击中架空电力后，电力线上产生的雷电过电压沿电力线向两端流散，经过变压器或相关电气设备，高达几十千伏的过电压将损坏电力电气设备。②信号线侵入：网络、监控等数据信号线也是雷电高电位入侵的途径之一，过的电压在这些信号线上传到，击坏低压信息设备。③天馈线侵入：建筑物天面的各种雷电回波等天馈设备，因为在建筑物顶部，容易遭受直击雷，形成的过电压沿天馈线传导至机房设备，损坏电气设备，影响信息系统正常运行和工作。④接地回路侵入：建筑物接地体在接受雷电流时，由于接地电阻较大的情况下，会产生瞬态的高电位，高电位会击穿相邻的管道线缆，导致相邻的管道线缆上感应出雷电过电压，损坏与之相连的电气设备。
2通信机房防雷害的对策
2.1屏蔽系统
机房建筑物屏蔽。现代高层建筑物多采用钢筋混凝土结构，其板、柱、梁和基础内有大量的钢筋，将它们连接起来，在整体上构成一个法拉第笼式避雷网。同时，对采用钢结构的建筑物，将建筑结构中各钢件相互连接起来，也可以形成这种笼式避雷网。这些避雷网除了具有其它的防雷用途外，还可以用于屏蔽目的。虽然它们在网格结构上是稀疏的，但可以对建筑物外部入射的雷电脉冲电磁场进行初次抑制，使电磁场在透过它们后受到一定程度的衰减，这将有利于减轻对建筑物内电子信息系统屏蔽措施的压力。避雷网对外部雷电脉冲电磁场所能发挥的有限屏蔽作用与其自身网孔尺寸有很大关系，也与雷电脉冲电磁场的频率分量有关。
线路屏蔽。线路应根据使用性质，从雷电脉冲电磁场防护的角度来看，位于建筑物之间的户外线路（供电线或通信线）应采用带金属屏蔽的电缆，对于没有屏蔽的线路，应设置金属管道，让线路从管道中穿过，在进入建筑物的入口处，金属管壁应与建筑物的钢筋引下线或接地线作电气连接。当两座建筑物之间距离较长时，需要设置若干段金属管，在每两段金属管接头处应作可靠电气连接，以保证整个管道在电气上的连续性，这样的管道可以向其内部的线路提供有效的屏蔽保护。在电缆沟达到建筑物的端点处，应将电缆沟壁上的钢筋与建筑物的防雷引下线作可靠连接。
设备屏蔽。为了获得较好的屏蔽效果，应对电子设备外壳上的电气不连续处进行处理，比较可行的做法是在开孔口上设置透光异电层或在孔口内设置致密的屏蔽网，也可以在开窗口上用导电纤维制作屏蔽窗帘。对于机箱壳装配缝隙，可采用导电纤维作垫衬，填实缝隙，并将机箱壳上需要开出的缝隙（供热散等用途）做成两个表面重叠形状，同时应量减小缝隙的长度。
2.2等电位连接系统
等电位连接就是将设备、组件和元器件的金属外壳或构架在电气上连接在一起，形成一个电气连续的整体，这样可以避免在不同金属外壳或构架之间出现电位差，而这种电位差往往是产生电磁干扰和造成雷电反击的原因。等电位连接不仅可以在发生雷击时防止设备受到雷电反击，而且还可以保障人身安全。一般说来，凡进入建筑物内的金属管道（如供热管、供气管、水管、穿线管）、电力电缆多种金属护套、电源线进配电箱的PE线、信号线屏蔽层等均在入口处就近进行等电位连接，对于布置于建筑物内部的各种金属管、电缆槽、金属构件、电气和电子设备外壳等也应进行等电位连接，这些等电位连接属于常规的等电位连接，主要是通过搭接、连接母排和母线环等方式来实施的。搭接是将两个以上金属件在相遇或相近处采用连接紧固装置或焊接而连接起来，它是一种最基本的等电位连接方式，适合于金属件之间的直接等电位连接。
2.3综合布线系统
现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和信息系统等电子设备的管线电缆，在防雷设计时必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先要考虑这些电子设备放置的位置，要设法避开强磁场区，将信息线缆穿于金属管内，实现可靠的屏蔽，金属管道与等电位端子板相连；其次应该把这些线路主干线的垂直部分设置在智能建筑的中心部位，且避免靠近己用其内主筋作避雷引下线的建筑物立柱，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的线路上，还需要两端接地；对于新建机房，应尽量选择低层楼房。另外，应该注意电源线、天线和屋顶天面的各种线缆，在设计各种管线时，注意布线的安全距离。
2.4防雷接地系统
防雷与接地是一个统一的整体。无论是对直接雷击的防护，还是对雷电过电压和雷电电涌的防护，总是要把雷电流传导入地，没有良好的接地装置，各种防雷措施就不能发挥令人满意的保护作用，接地装置的性能将直接决定着防雷保护措施的实际效果。由于接地技术的内容很多，其中不仅有防雷接地，还有用于其它目的的接地，且在工程实施中这几种接地又是相互关联的。接地就是将电子、电气设备及电力系统的某些部分与大地相连接。这种连接是通过设置接地装置来实施的，接地装置是埋入地下的接地体与接地连线的总和。接地网泄散雷电流的过程是比较复杂的，这一过程不仅会受到土壤放电效应的影响，而且还会受到分布参数效应的影响。因为接地网的尺寸一般都比较大，其分布参数特征常不可忽略，除了电阻参数外，还有电感参数（电容参数相对较小，可忽略），如果采用集总冲击电阻来表征接地网的散流特性，将难以全面反映接地网在泄散雷电流过程中的流动波特征。鉴于这一问题的复杂性，工程上常采用试验来确定接地网的冲击接地阻抗。
3 结束语
我们必须对电子设备保护装置的选择，等电位、屏蔽、防雷接地等技術做深入的分析和研究，根据雷电流以及通信机房自身特点，通过分析，分别对直击雷、雷电电磁脉冲采取切实有效的防护措施，以便找出更好的防雷方法对目前通信机房防雷措施加以改进，最大限度的减少雷害造成的损失。
参考文献：
[1]黎莉.关于铁路通信机房防雷措施探讨[J].科技创新与应用，2013（02）
[2]陈渭民.雷电学原理[M].北京：气象出版社，2008