运基信号2007-535号-附件2-铁路信号防雷举例设计说明

铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护

举例设计说明

北京全路通信信号研究设计院

二○○七年十月

目 录

1．设计依据 .......................................................... 3 1.1规范性引用文件 .................................................. 3 1.2有关文件 ........................................................ 3 2．设计原则 .......................................................... 3 3．设计内容 .......................................................... 3 4．设计说明 .......................................................... 4 4.1金属物件搭接、焊接、冷压接要求 .................................. 4 4.2既有屋面避雷带、避雷网设计 ...................................... 4 4.3既有建筑物引下线及地网设计 ...................................... 5 4.4避雷针设计 ...................................................... 6 4.5既有微电子设备法拉第屏蔽笼设计 .................................. 6 4.6新建信号建筑物避雷带与法拉第屏蔽笼设计 .......................... 7 4.7新建建筑物水平接地体及垂直接地体设计 ............................ 8 4.8室内接地汇集线及等电位连接设计 .................................. 8 4.9浪涌保护器（SPD）设置方式及参数设计 ............................. 9 4.10轨旁设备接地及电缆屏蔽接地设计 ................................ 10

第 页 I

1．设计依据 1.1规范性引用文件

1.1.1铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件（TB/T 3074-2003）。 1.1.2铁路信号设备用浪涌保护器（TB/T 2311）。

1.1.3铁路信号设备雷电防护用变压器（TB/T 2653-2003）。 1.1.4建筑物防雷设计规范（GB 50057-94（2000版））。 1.1.5铁路信号设计规范（TB10007-2006）。 1.2有关文件

1.2.1铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见（铁运〔2006〕26号）。 1.2.2关于进一步加强铁路信号设备雷电综合防护管理的通知（运基信号〔2007〕230号）。

1.2.3铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定（铁建设〔2007〕39号）。 2．设计原则

2.1铁路车站信号设备处于空间、建筑物内的不同位置，其雷电电磁场强有较大的差异，因此需将被保护设备按空间分为不同的防护区，设计不同的防护方案。

2.2信号系统电源设备馈线、信号传输线路，对感应、传导的过电压应针对信号设备的抗扰能力（耐压水平），实施分级防护。在进行分级防护设计时要充分地考虑两级浪涌保护器之间在响应速度、限制电压、通流容量等方面的匹配。 2.3浪涌保护器设置方式及接地应保证信号设备的正常工作。 2.4浪涌保护器设置应满足铁路信号“故障-安全”原则。

2.5信号设备各传输通道浪涌保护器参数选择应符合设备耐电压的要求。

2.6浪涌保护器应能热插热拔（计算机设备应实现既插既用），不影响信号设备正常工作。 2.7电源防雷箱应有故障声光报警、雷电记数。电源电压110V以上的浪涌保护器应有劣化指示和故障脱离装置。浪涌保护器宜具有监测报警条件。

2.8铁路信号设备浪涌保护器应纳入产品强制认证管理，技术指标和应用要求必须符合相关检测标准，所用浪涌保护器须获得产品强制认证证书（包括被保护设备本身加装的浪涌保护器）。

2.9综合地网的接地电阻应不大于1Ω，不宜使用降阻剂。 3．设计内容

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设计内容见举例设计图部分。 4．设计说明

4.1金属物件搭接、焊接、冷压接要求

4.1.1扁钢对扁钢、角钢对角钢及扁钢对角钢，搭接、焊接长度不小于钢材宽度的2倍（当宽度不同时，搭接长度以宽的为准），至少三面焊接。

4.1.2圆钢对圆钢，搭接、焊接长度不小于圆钢直径的6倍（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准），至少二面焊接。

4.1.3圆钢对扁钢（角钢），搭接、焊接长度不小于圆钢直径的6倍。

4.1.4墙内圆钢对圆钢十字交叉处，可采用点焊，至少二点焊接，导电性能良好。 4.1.5合金缆或铜缆的贯通地线、室内接地汇集线与水平接地体的搭接，采用焊接或冷压接，搭接长度不小于100mm,冷压接的接触电阻应不大于0.05Ω。

4.1.6焊接应平滑无毛刺、导电性能良好，焊接处应做防腐处理，防腐面应超出焊点四周20～25mm，埋入地下的焊点防腐层厚度应不小于5mm。

4.1.7埋入地下的冷压端头处，应热可缩管缩封或按4.1.6条处理。

4.1.8室内铜材间、机柜间的连接可采用冷压线环栓接，并用双帽紧固，接触电阻不得大于0.05Ω。

4.1.9焊接处不得出现急弯（夹角应大于900）。 4.2既有屋面避雷带、避雷网设计 4.2.1避雷带、避雷网材料规格 序号 1 2 3 4 项目 避雷带 避雷网 避雷带支撑柱 支撑水平拉带 规格 热镀锌圆钢，直径不小于Φ8mm 热镀锌扁钢，规格：40*4mm 热镀锌圆钢，直径不小于Φ8mm 热镀锌扁钢，规格：不小于25*3mm 备注 镀层厚度20～60μm 镀层厚度20～60μm 4.2.2既有屋面避雷带应围绕屋面周边成闭环设置，距屋面或女儿墙顶面高度150mm，采用的支撑柱设置间距不大于1m。

4.2.3在避雷带范围内的避雷网由不大于3m*3m的网格组成，避雷网与屋面（隔热层）不得直接接触。

4.2.4避雷带、避雷网、支撑柱及水平拉带各连接点应焊接。

4.2.5屋面上的所有金属物件应就近与避雷带或避雷网焊接，焊点不少于3个。 4.2.6屋面上不得设置避雷针。

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4.2.7屋面上既有铁塔或天线的接地引下线应就近与避雷网的网格中点焊接。 4.2.8非金属坡顶屋面避雷网可利用金属屋架、懔条相互焊接组成，金属屋架间距不得大于3m。

4.2.9金属坡顶屋面各金属板搭接处应焊接或铆接，焊接、铆接点间距不得大于0.5m。 4.3既有建筑物引下线及地网设计 4.3.1引下线及地网材料规格 序号 项目 1 引下线 2 材料规格 (1)热镀锌扁钢，规格：40*4mm (2)热镀锌圆钢，直径不小于Φ8mm 水平接地(1)热镀锌扁钢，规格：40*4mm 体 (2)镀铜圆钢,规格：不小于Φ14mm (3)不小于50mm2铜带或裸铜缆 (4)与贯通地线同材质 垂直接地(1)石墨电极、铜包钢、铜材、热镀锌钢材 体 (2)新型接地材料 墙内主筋 直径不小于Φ12mm 规格 壁厚不小于3.5mm 不小于50*50*5mm 备注 镀层厚度20～60μm 镀锌层厚度20～60μm 镀铜层厚度大于250μm 3 4 钢材镀锌层厚度20～60μm 长度 1.5～2.5m 热镀锌钢材质垂直接地体规格 序号 型材 1 钢管 2 角钢 4.3.2引下线应与屋面避雷带及环行接地体搭接，设置间距应不大于18m。引下线根数不少于4处，在易遭雷击的点（如图1所示）应设置引下线。当建筑物为钢筋砼结构时，可利用墙内主筋作辅助引下线。

图1

平顶屋面 坡顶屋面 4.3.3窗、门边1m内及运转室外墙边1m内不宜设置引下线，当间距不足时可加绝缘管防护。

4.3.4引下线距室内防雷分线柜距离不小于5m，与其它电气线路间距应不小于1m。避雷带的引下线在水平接地体上的连接点，与接地汇集线在水平接地体上的连接点间距应大于5m。

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4.3.5引下线距外墙面间隔宜不小于15mm，并均匀设置固定卡具，在地面上方引下线设置绝缘管防护，绝缘管长度不小于2m，绝缘管下端距地面宜0.2～0.3m。

4.3.6沿建筑物外墙应设置环行接地体（包括C型），环行接地体距外墙面不小于1m，埋深不小于0.7m，寒冷地区应埋设在冻土层以下。

4.3.7垂直接地体应与水平接地体搭接，易遭雷击点处的引下线应设置垂直接地体。当多根接地体成一组使用时，垂直接地体间距应为接地体长度的2倍。

4.3.8土壤腐蚀性强或污水排放的地点，垂直接地体应采用石墨接地体。水平接地体应选用耐腐蚀材料，采用热镀锌扁钢，其镀层厚度不宜小于60μm。

4.3.9建筑物二端的贯通地线直通连接，用不小于35mm2相同材质连接线与水平接地体搭接，连接线不少于4根、间距宜2～3m。 4.4避雷针设计

4.4.1室外电子设备集中的区域，可在距电子设备和机房建筑物30m以外的地点安装多支独立避雷针。

4.4.2避雷针的选型可采用普通型或其它新型避雷针，以达到较好的防护效果。 4.4.3避雷针雷击通流量不小于100kA或根据雷击状况选择。 4.4.4避雷针及铁塔的抗风强度不小于40m/s或根据实际状况选择。

4.4.5无线天线避雷针接地装置应就近单独设置，距信号楼环线接地装置或防护设备边缘间距宜不小于15m，条件受限时应接入环线接地装置或贯通地线，该接点与环线上的其它接点不得小于5m。

4.4.6避雷针高度超过10m，宜设置铁塔。 4.5既有微电子设备法拉第屏蔽笼设计 4.5.1网格型屏蔽笼材料规格

序号 1 2 3 4 项目 墙面、墙顶屏蔽金属网 窗栅 地面屏蔽网 防静电地板 材料规格 镀锡或镀锌圆钢，规格：直径不小于Φ8mm 截面不小于9mm2铝合金网 铜箔带，规格：不小于δ0.2*20mm HDG·350·600·Z 4.5.2铁板型屏蔽笼材料规格

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序号 1 2 3 4 项目 墙面、墙顶屏蔽铁板 窗栅 地面屏蔽网 防静电地板 材料规格 镀锡或镀锌铁板，规格：厚度不小于0.6mm 截面不小于9mm2铝合金网 铜箔带，规格：不小于δ0.2*20mm HDG·350·600·Z 4.5.3微电子设备室的六面（墙、顶、地面）应闭合构成法拉第屏蔽笼（包括窗、门），屏蔽笼可与墙内主筋或水平接地体多处连接。

4.5.4墙面、顶面屏蔽材料应采用铁板或铁网，铁网网格应不大于600*600mm。 4.5.5铁板与铁板、铁网与铁网接续（拐角）处的搭接宽度不小于20mm。 4.5.6铁网应对缝焊接。

4.5.7窗、（隔断）金属（防盗）门玻璃应采用金属网覆盖，金属网网格应不大于80*80mm，并金属门或屏蔽笼采用铆接或栓接，栓接用电线截面不小于10mm2，外墙门至少应采用金属外皮防盗门。

4.5.8地面宜铺设防静电地板，防静电地板的绝缘电阻不得小于105Ω，载重应符合设计要求。

4.5.9防静电地板的各支架间应可靠连接，并与墙面屏蔽笼冷压栓接或焊接，至少每个墙角处应连接，连接点间距应不大于5m，焊接（栓接）所用多股绝缘软线截面不小于10mm2，或采用在地面用铜箔带铺设成与防静电地板方格相同的网格，网格交叉点应施焊或与各支座卡接。

4.5.10内墙门、窗与屏蔽笼、墙内主筋连接，外墙门、窗与水平接地体连接。 4.5.11吊顶、护墙材料应符合信号设备用房耐火等级的要求。 4.6新建信号建筑物避雷带与法拉第屏蔽笼设计 4.6.1新建建筑物避雷带与法拉第屏蔽笼材料规格

序号 项目 材料规格 备注 1 墙内主筋 钢筋直径不小于Φ12mm 2 墙内钢筋网 钢筋直径不小于Φ8mm 3 避雷带 热镀锌圆钢，直径不小于Φ8mm 镀层厚度20～60μm 4.6.2房屋结构为钢筋砼框架，在外墙砼内用不小于Φ12mm的钢筋焊成不大于5*5m的网格，竖向主筋上部应与避雷带焊接、下部应与基础接地网焊接，露出墙体部分应做防腐处理。

4.6.3放置信号设备房间的六面（墙、顶、地面或楼面）应在砼墙内用不小于Φ8mm的钢筋焊成不大于0.6*0.6m的网格作法拉第屏蔽笼，0.6*0.6m的钢筋网格与5*5m的钢筋

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网格结合处应焊接，门应采用金属防盗门，窗的屏蔽处理应符合4.5.7、4.5.11条的规定。

4.6.4 当设备房地面未做0.6*0.6m的钢筋网格时，至少应在墙内侧每个墙角处从墙内钢筋引出接地板（供静电地板连接用），引出的接地板间距不大于5m，接地板引出点距地面高度0.1m。

4.6.5信号设备房地面宜铺设防静电地板，或机柜与地面铺设绝缘层。

4.6.6当设备房地面未做0.6*0.6m的钢筋网格时，应铺设防静电地板，防静电地板的接地处理应符合4.5.8、4.5.9条的规定。

4.6.7信号设备设置于不同楼层时，信号设备各层屏蔽网用不小于50 mm2绝缘电线、电缆焊接，连接处不少于2处。

4.6.8避雷带的设置应符合4.2.2、4.2.4、4.2.5的规定。 4.7新建建筑物水平接地体及垂直接地体设计

4.7.1水平接地体设置应符合4.3.6条至4.3.10条的规定。

4.7.2水平接地体应在地下与建筑物的基础地网的钢筋砼主筋焊接，并应就近与建筑物基础地网主钢筋间隔焊接，间隔距离不大于10m，不少于4处。 4.7.3垂直接地体设置应符合4.3.8～4.3.9条的规定。 4.8室内接地汇集线及等电位连接设计

4.8.1室内设备接地汇集线应用二根25mm2绝缘电线或多股铜缆绑扎，并就近单点冗余连接至水平接地体（法拉第屏蔽接地汇集线除外），既有改建的法拉第屏蔽接地汇集线可多点就近与水平接地体、建筑物墙内主筋焊接。

4.8.2各接地汇集线、引下线在水平接地体上的搭接点间距应不小于5m，当水平接地体长度受限时，应保证引下线与室内接地汇集线间的间距不小于5m。

4.8.3等电位汇集线宜采用3*30mm规格的紫铜条沿墙连接成条形、环形，环行设置时不得构成闭合回路。

4.8.4等电位汇集线距地面高度宜0.15～0.25m，与墙面间距宜25～35mm，并应与墙体绝缘固定。

4.8.5同排设备机柜、组合架（柜）、走线槽用不小于10mm2电线栓接，并用不小于50 mm2绝缘电线、电缆或3*30mm紫铜条分别就近与等电位汇集线冷压栓接（包括控制台），不同楼层的等电位汇集线间用不小于50mm2绝缘电线、电缆焊接或冷压栓接。

4.8.6根据现场实际情况，等电位汇集线可分段设置后与等电位总汇集线冷压栓接。

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4.8.7防雷分线柜或防雷柜应设置接地汇集线，并应单独与水平接地体连接，汇集线应能保证柜内浪涌保护器接地端至接地汇集线间的走线不大于1m。

4.8.8同排架（柜）及其走线槽与架间走线槽连接应绝缘，不得形成电气闭合回路，架间走线槽应就近与等电位接地汇集线连接，在穿越处应用绝缘管、槽等方式防护。 4.8.9信号设备房屋内分体式空调室外机应做接地防护。

4.8.10在防雷分线柜处，电缆钢带、铝护套应与接地汇集线栓接或焊接，连接线截面应不小于6mm2绝缘电线。引入楼内的电缆长度大于15m时，应在电缆引入口或电缆间，将电缆钢带、铝护套用连接线截面不小于25mm2的绝缘电线或多股电缆与水平接地体冷压卡接。

4.9浪涌保护器（SPD）设置方式及参数设计

4.9.1信号电源应采用三级防雷措施，第一级（Ⅰ级）信号电源引入处（建筑物配电盘处或信号电源防雷箱处），第二级（Ⅱ级）电源屏电源引入侧，第三级（Ⅲ级）μPS电源引入侧。

4.9.2电源屏内部电源入口的防雷设置在符合“铁运[2006]26号”文时，可作为信号电源的第二级防雷。电源屏输入/输出端应设置浪涌保护器。

4.9.3信号电源SPD采用压敏电阻串放电管纵横向防雷设置。单相稳定电流小于100A的机房，电源线与防雷箱的连接线长度不得大于0.5m，受条件限制连接线长度大于0.5m时，应采用凯文接线法连接。防雷箱接地线必须与电源保护地线（PE）连接，并就近与接地汇集线连接。当Ⅰ级与Ⅱ级配线长度小于10m、Ⅱ级与Ⅲ级配线长度小于5m时，应加装退藕器。信号电源SPD参数选择应符合举例设计图的规定或电源实际情况确定。连接线应采用多股绝缘软线，第I级连接线截面积不小于10mm2、第II级不小于6mm2、第III级不小于2.5mm2。

4.9.4信号机点灯电路、主灯丝断丝报警电路、场（站）间联系电路SPD采用压敏电阻串放电管纵向防雷设置，SPD参数选择应符合举例设计图或相关规定。

4.9.5轨道电路SPD设置方式及参数选择应符合举例设计图相对应的轨道电路或相关规定。25Hz相敏轨道电路、50Hz交流连续式轨道电路室外送电端轨道变压器宜采用防雷型变压器，室外受电端宜采用高隔离变压器。当50Hz交流连续式轨道电路室外送、受电端轨道（中继）变压器采用既有型号时，轨道电路轨旁SPD按举例设计图设置。 4.9.6四线制自动闭塞方向电路SPD采用压敏电阻串联放电管横向防雷设置，SPD参数选择应符合举例设计图或相关规定。

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4.9.7计轴传输通道SPD设置方式及参数应符合举例设计图或相关规定。

4.9.8数据传输应采用光缆传输。当条件受限时数据传输、视频信号传输及其它小信号传输通道SPD设置方式及参数应符合举例设计图或相关规定。

4.9.9通信交换机与CTC或TDCS间的通信宜采用光电隔离；采用电缆传输时，应设置SPD装置，其地线应采用共地方式或采用贯通电缆在地下将二地网（线）连接。 4.9.10有源应答器传输通道SPD设置方式及参数应符合举例设计图或相关规定。 4.9.11计算机I/O板采集、驱动传输通道SPD设置方式及参数应符合举例设计图或相关规定。

4.9.12数据传输、视频信号传输、计算机I/O板采集/驱动及其它小信号传输，应根据实际雷害状况，在传输通道上确定设置SPD。

4.9.13驼峰测长、测速、测重及有源踏板SPD设置方式及参数应符合举例设计图或相关规定。

4.9.14并联型浪涌保护器与被保护设备间连接线的截面积应不小于1.5mm2,其长度不得大于0.5m，受条件限制时，应不大于1.5m或采用凯文接法。浪涌保护器与接地汇集线间连接线的截面积应不小于1.5mm2,其长度应不大于1m。 4.9.15所有传输放电电流的导线应采用阻燃型绝缘护套。

4.9.16 220V交直流电源线与其它电线（缆）在组合架（柜）上的走线槽内走线宜屏蔽隔离。

4.9.17信号设备房内安装空调时应设置浪涌保护器。 4.10轨旁设备接地及电缆屏蔽接地设计

4.10.1轨旁信号设备的金属材料壳体应用不小于10mm2的绝缘电线，与贯通地线就近采用冷压接、焊接等方式连接，无贯通地线可采用分散接地方式。

4.10.2有贯通地线时，室外电缆钢带（铝护套）应采用多端接地方式。无贯通地线时，室外电缆钢带（铝护套）应采用单端接地方式，单端接地电缆长度不超过1000m，在二单端接地电缆中间的分线盒、地下接续盒处，电缆钢带（铝护套）应屏蔽连接，并与箱盒为金属材料的盒体及大地绝缘。

4.10.3道岔表示二极管宜采用反向耐压不小于10kV、正向电流不小于4.5A。 4.10.4室外信号设备及电缆单端接地点宜在电缆径路图中表明。 4.10.5分散接地的接地电阻值可参照下表确定。

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土壤分类 土壤电阻率（Ω·m） 接地电阻值（Ω） 黑土、泥炭土 黄土、砂质土 50以下 50～100 土加砂 沙土 土加石 101～300 301～500 501以上 10 10 10 20 20 11

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