1.問題的提出
某鐵路貨運站自從軌道衡系統投入使用以來,其貼附于軌道上的軌道衡系統傳感器及數據處理設備就經常被雷電擊壞,影響軌道衡的正常使用。
該鐵路貨運站軌道衡系統由計算機、軟件、高速采樣通道、高精度傳感器、及秤體組成。當列車通過測試區間時,貨車的重量通過傳感器按比例轉換成電信號,并輸入至采樣通道進行放大、濾波和A/D轉換,然后將數字信號送入計算機中進行數據處理,完成數據存貯、超載計算、顯示及打印等,并通過網絡與其它監控設備相聯接
2. 現場勘察
該貨運鐵路是采用的內燃機車作為牽引動力,而該貨運軌道衡系統的數據采集用16個傳感器(4個剪力傳感器、12個壓力傳感器),這些傳感器都緊貼在鐵軌上,采集到的信號通過穿鋼管送至機房進行放大和A/D轉換后由光纖送至終端。穿信號線的鋼管及鋼軌均未作接地處理,經實測穿信號線的鋼管及鋼軌的工頻接地電阻高達百余歐姆,另外在軌道衡系統傳感器安裝處有些建筑物。
據系統安裝單位介紹,在雷雨季節時,軌道衡系統的數據采集傳感器經常損壞,影響軌道衡系統的正常運行。由于軌道衡系統傳感器安裝處有建筑物,可以排除直接雷擊造成軌道衡系統傳感器損壞,因此可以肯定是由于鋼軌在遠端遭遇雷擊后,其雷電流經鋼軌傳輸至緊貼其上的傳感器受到感應而損壞,故需要將采集信號的鋼軌的接地電阻降至10以下。
3.制定方案
由于鋼軌和穿信號線的鋼管都未作接地處理,不能快速有效地將鐵軌在雷擊時感應的雷電泄放入地,而將緊貼在鐵軌上的傳感器損壞。擬做一個接地電阻小于10的人工地網,將鋼軌和穿信號線的鋼管接入人工地網。但是通過詢問鐵路方得知:鋼軌是鐵路信號的回路,因此不能直接接地,前面已有防雷公司不能解決此問題而知難而退了。根據上述情況,只能采取動態接地的方法,即在鋼軌與人工地網之間加入YLG-60的等電位避雷器,在無雷電時,YLG-60等電位避雷器處于休眠狀態,也即斷開狀態;但當鋼軌上雷電電壓達到YLG-60等
電位避雷器的啟動電壓時,YLG-60等電位避雷器迅速導通,將雷電泄放入人工接地網,達到動態接地的目的。
YLG-60等電位避雷器參數:
標準直流擊穿(啟動)電壓:550V—650V;
標準耐沖擊電流:60KA;
標稱耐工頻負電流:60A;
沖擊擊穿電壓: 不大于1200V;
響應時間: 不大于200nS
考慮到YLG-60等電位避雷器導通有一定的延時,即有一個小于200nS的響應時間,而波在金屬導體中的傳播速度V=1.5×108 m/s,則波在這個響應時間內向前行進的距離S為: