智能防雷監(jiān)測系統(tǒng)用于鐵路電力防雷接地系統(tǒng)的研究

1鐵路電力防雷接地技術(shù)現(xiàn)狀

雷擊是導(dǎo)致鐵路電力設(shè)備受到損壞的主要原因之一,在鐵路電力設(shè)計(jì)中，在高低壓開關(guān)柜、配電柜、配電箱等進(jìn)出線位置安裝浪涌保護(hù)器,是鐵路電力工程避免電磁脈沖沖擊的重要措施。浪涌保護(hù)器( Surge Protection Device)是鐵路電力系統(tǒng)雷電防護(hù)的關(guān)鍵器件,但是當(dāng)電涌保護(hù)器遭受雷擊浪涌電流或長期使用，必然出現(xiàn)劣化或損壞等狀況,其狀況的好壞則直接影響其雷電防護(hù)的效果。目前鐵路電力系統(tǒng)浪涌保護(hù)器通常依靠人工到現(xiàn)場檢查設(shè)備的失效顯示,從而判斷設(shè)備是否需要更換維護(hù)。對于鐵路電力領(lǐng)域,其需要進(jìn)行雷電防護(hù)的設(shè)備具有分布廣、站點(diǎn)多、位置偏的特點(diǎn),要做到讓維護(hù)人員到達(dá)每臺電涌保護(hù)器的現(xiàn)場進(jìn)行檢查,十分困難,成本極高。目前鐵路上的電涌保護(hù)器大多是傳統(tǒng)非智能產(chǎn)品, 在實(shí)際應(yīng)用過程中,出現(xiàn)了各種問題, 如:

(1)無法獲知浪涌保護(hù)器的劣化程度，瀕臨失效的浪涌保護(hù)器已無法有效防護(hù)設(shè)備。鐵路上的浪涌保護(hù)器經(jīng)受多次雷擊浪涌后，浪涌保護(hù)器會逐漸劣化。劣化到瀕臨失效的浪涌保護(hù)器無法通過儀器直接測量出來。因此遭受雷擊后，無法及時有
效地確定浪涌保護(hù)器是否劣化，劣化程度如何，以及是否需要進(jìn)行更換。此時所保護(hù)的設(shè)備遭受雷擊電磁脈沖侵害的風(fēng)險性很大。

(2)無報(bào)警功能,難以判斷浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)，無法及時發(fā)現(xiàn)浪涌保護(hù)器失效。當(dāng)鐵路上的浪涌保護(hù)器失效時,傳統(tǒng)浪涌保護(hù)器都不能報(bào)警。此時鐵路上的各種用電設(shè)備是在無防雷保護(hù)的條件下使用,若不及時更換,一遇雷電天氣，很容易造成鐵路基站內(nèi)重要、精密設(shè)備損壞或系統(tǒng)故障等嚴(yán)重后果。

(3)無法獲知當(dāng)前環(huán)境的雷擊情況。傳統(tǒng)浪涌保護(hù)器無法獲知當(dāng)前用電環(huán)境的受雷擊和電磁干擾情況,鐵路管理人員對現(xiàn)場防雷狀況的了解為空白，也就無法為后續(xù)增加的設(shè)備和電源系統(tǒng)改造提供防雷設(shè)計(jì)依據(jù)。

(4)定期巡檢、評估和維護(hù)費(fèi)時費(fèi)力。鐵路線長,沿途環(huán)境嚴(yán)峻,一條鐵路線中的各級浪涌保護(hù)器加起來少則幾十個，多則成百上千個，這些電涌保護(hù)器失效時間是離散的。對傳統(tǒng)的浪涌保護(hù)器的巡檢排查和更換需要投入大量的人力物力,即便如此仍不能做到及時更換失效的浪涌保護(hù)器。同時,鐵路對浪涌保護(hù)器更換的及時性要求更高。有的場所甚至需要在浪涌保護(hù)器剩余30%以上可用壽命時就及時更換,如果不對其進(jìn)行更換,只需要一次的雷擊事故就會造成重要的設(shè)備損壞，而這些設(shè)備的損壞也將帶來重大的財(cái)產(chǎn)損失,更嚴(yán)重的還會讓我們的系統(tǒng)癱瘓,從而引發(fā)安全事故。

(5)缺少電子化管理檔案。傳統(tǒng)浪涌保護(hù)器安裝到現(xiàn)場時，一般都建立有紙質(zhì)的安裝記錄表,記錄有浪涌保護(hù)器的型號、安裝位置等，并有定期(如6個月)巡檢的結(jié)果記錄。隨著浪涌保護(hù)器運(yùn)行時間變長和管理維護(hù)人員的變更,鐵路維護(hù)人員要找到每一臺浪涌保護(hù)器的準(zhǔn)確安裝位置和維護(hù)記錄將會變得非常困難。