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防雷元器件是综合雷电防护系统的重要设备，它必须具有长寿命、高安全性、高可靠性。 防雷系统不得影响信号设备的正常工作，系统设计应符合以下有关设计规范、技术条件的有关规定。 《铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》（TB/T3074－2003）； 《铁路信号设备用浪涌保护器》（TB/T2311－2007）； 《铁路信号设备雷电防护用变压器》（TB/T 2653-2003）； 《铁道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）； 《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）； 《关于发布高速铁路设计规范等14项铁路工程建设标准局部修订条文的通知》（铁建设【2012】29号文）； 《铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值》（TBT 3073-2003）； 《关于铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施的补充规定》（运基信号【2008】362号）。 铁路信号设备防雷保安器、电源防雷配电箱及防雷分线柜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，并具有有效的CRCC认证证书或原铁道部行政许可证书。 根据运基信号【2008】362号文《关于铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施的补充规定》的要求，新建、扩建、改建工程中的信号雷电综合防护工程，由具有铁道行业（铁路综合）甲级设计资质的设计单位承担，信号设备用建筑物屋顶避雷带、避雷网、引下线、预留的接地端子板、信号设备房屋（含电源室、机械室、计算机房）屏蔽、基础接地体、环形接地装置及其与室内接地汇集线的连接线（接地线）、石墨地线、接地汇集线的设计，由信号专业提出要求，房建专业按信号专业提出的要求完成设计，并与房建主体工程同步施工；其余的信号设备防雷由信号专业完成设计。 综合雷电防护系统应采用先进技术和成熟经验，并在一定时期内保持技术的先进性。 一、一般要求 1、按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或纵横向防护的需要合理选用防雷保安器。 2、当防雷保安器处于劣化或损坏状态时，须立即自动脱离电路且不得影响设备正常工作。 防雷保安器并联应用时，在任何情况下不得成为短路状态；串联应用时，在任何情况下不得成为开路状态。 防雷保安器对地有连接的，除了放电状态，其他时间不得构成导通状态；否则必须辅以接地检测报警装置。 3、用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必须具有阻断续流的性能；安装在分线盘（柜）处、电源防雷配电箱内及工作电压在110V以上的防雷保安器应有劣化指示。 4、凡属于独立防雷电路上的防雷保安器，应统一编号管理，并具有例行检测记录；其安装应便于日常维护检测。 5、并联应用的防雷保安器应能实现热插拔，信号传输线的防雷保安器应实现即插即用（信号传输线的范围详见表2）。 6、被保护设备本身已加装防雷保安器，且其抗扰度已达到TB/T3074-2003第九章规定的试验等级为4级或X级的，可不设置防雷保安器。 7、 防雷保安器的限制电压应与被保护设备的绝缘相匹配。防雷保安器的外壳必须采用阻燃材料。 8、防雷保安器安装应牢固可靠，便于维护和测试。在测试各种电缆芯线绝缘电阻时有简单易行的断开信号防雷保安器(SPD)的措施，防止SPD 错误动作。SPD连接线应短而直,不能弯曲和盘绕,并采用凯文接线方式。SPD应具有可靠的脱钩装置和失效窗口指示，故障后必须成开路状态并能有效防止起火。 9、防雷分线柜端子分布应尽量满足设计图纸的要求，分线柜内每位端子可连接4根截面积不大于25mm2的导线，防雷分线柜每层端子板数量按10块设置，端子线缆不得交叉，防护线缆槽采用竖向走线方式。 二、电源防雷保安器 1、外电网引入信号设备房屋建筑物应采用多级雷电防护。第Ⅰ级设在户外交流电源馈线引入处（配电盘）；第Ⅱ级设在电源屏电源引入侧；第Ⅲ级设在微电子设备（指计算机终端电源稳压器或UPS电源前）。 2、第I级电源防雷应有故障声光报警、雷电计数和状态显示（三相电源每一相线均应有状态显示）等功能。 3、电源防雷应采用信号电源防雷箱方式，信号防雷箱应具有配电功能，设置地点应符合防火要求。 4、信号设备房屋的电源应采用TN-S系统。三相电源供电的信号设备房屋，应采用L（相线）—L、L—PE（保护地线）和N（中性线）—PE全模防护的并联三相电源防雷配电箱；单相电源供电的信号设备房屋，应采用L—N、L—PE和N—PE的单相电源防雷配电箱。 5、室内电源防雷保安器应按下表选取冲击通流容量和限制电压。 表1.信号设备房屋的电源防雷保安器冲击通流容量和限制电压表
6、室外架空线路应在架空线两端引入处设置防雷保安器。架空线供电的交流电源防雷保安器，冲击通流容量不小于20kA，限制电压不大于700V，在中雷区以上的地区，限制电压可不大于1000V。 二、 信号传输线防雷保安器 1、室内数据传输线长度大于50-100m时，可在一端设备接口处设置防雷保安器；大于100m时，宜在两端设备接口处设置防雷保安器。 2、室内信号传输线防雷保安器的选用应符合以下条款要求： 室内采集、驱动信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于60V，信号衰耗不大于0.5db。 室内视频信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于10V，信号衰耗不大于0.5db。 室内RS232 、RS422、RJ45、G.703/V.35等通信接口信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于40V，信号衰耗不大于0.5db。 其他室内信号传输线防雷保安器冲击通流容量不小于5kA，限制电压按表5选取。 表2.信号传输线防雷保安器限制电压表
3、安装于室外的电子设备宜在缆线终端入口处设置防雷保安器或防雷变压器。 4、 室外信号传输线（非架空线）防雷保安器冲击通流容量不小于10kA，限制电压按表2选取。 三、改善信号设备房屋(含电源室、机械室、计算机房)电磁环境 3.1 既有信号设备房屋建筑物直击雷防护和屏蔽 3.1.1为抗御直击雷和降低雷电电磁干扰，信号设备房屋的建筑物应采用法拉第笼进行电磁屏蔽。 ● 法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带和引下线、信号设备房屋屏蔽和接地系统构成。 ● 避雷网由不大于3m×3m的方形网格构成，每隔3m与避雷带焊接连通。网格由40mm×4mm的热镀锌扁钢交叉焊接构成。热镀锌钢材的镀层厚度为20～60μm。 ● 避雷带应采用不小于Φ8mm热镀锌圆钢沿屋顶周边设置一圈，距墙体高度0.15m，并用热镀锌圆钢均匀设置避雷带支撑柱，支撑柱间距不大于1m。 ● 引下线是避雷带与接地装置的连接线，沿信号设备房屋建筑物外墙均匀垂直敷设4-6根，安装应平直，并与其它电气线路距离大于1m。引下线的固定卡钉布置应均匀牢固，间距宜小于2m。 ● 引下线宜采用40mm×4mm热镀锌扁钢或不小于Φ8mm热镀锌圆钢，上端与避雷带焊接连通，焊接处不得出现急弯（弯角不小于R90°），下端与地网焊接。 ● 引下线与分线盘（柜）间距应不小于5m。 3.1.2信号设备房屋建筑物屋顶不允许设置避雷针。 3.1.3 为节省投资和合理利用资源，法拉第笼也可利用建筑物的钢筋混凝土结构或框架结构建筑物，实现引下线和大空间屏蔽网的作用。引下线利用建筑物内主钢筋时，主钢筋应与接地装置（地网）、避雷带焊接。既有建筑物为钢筋砼结构时，可利用墙内主钢筋做辅助引下线。 3.1.4安装电子设备的信号设备房屋宜进行更完善的室内法拉第笼屏蔽。 ● 其屏蔽层应选用镀锌铁板型电磁屏蔽材料，板材厚度应不小于0.6mm，镀层厚度20-60微米。 ● 门窗屏蔽应采用截面积不小于9mm2、网孔小于80mm×80mm的铝合金网，并用不小于16mm2的软铜线与地网或屏蔽层可靠连接。 ● 金属板间每间隔500mm必须焊接或用不小于2mm2的软铜线可靠连接。 ● 屏蔽层必须在引下线与地网连接处用不小于25 mm2的软铜线可靠连接（可多处连接）。 ● 信号设备房屋已经预留钢筋接地端子板的，屏蔽层还应与钢筋接地端子板栓接。 ● 信号设备房屋地面采用防静电地板；其金属架间应互相可靠连接，防静电地板在地面用铜箔带铺设成与防静电地板方格相同的网格时，铜箔带材料应采用0.2mm×20 mm，网络交叉点应焊接或与各支座卡接。 ● 互相连接的金属支架或网格铜箔带应采用10 mm2的铜带（扁平铜网编织带）应与地网或屏蔽层连接，至少4处，铜带一端加线鼻后与地网或屏蔽层栓接，另一端用锡焊接。 3.2 新建信号设备房屋(含电源室、机械室、计算机房)建筑物直击雷防护和屏蔽 3.2.1房屋结构应采用钢筋混凝土框架结构。在混凝土框架内应设置不小于Φ12mm的圆钢为主筋（加强钢筋），主筋间用相同规格的圆钢相互焊接成不大于5m×5m的网格，并保证电气连接的连续性。主筋上端必须与避雷带焊接，下端必须就近与基础接地网焊接。 3.2.2建筑物施工时，应在信号设备房屋四周室内、室外距地面0.3m处预留与混凝土框架内主筋连接的接地端子板各4块。室外接地端子板应与环形接地装置栓接，室内接地端子板应与信号设备房屋屏蔽层或与防静电地板下的金属支架（或支架下的铜箔带）栓接。 3.2.3信号设备房屋直击雷防护和屏蔽应符合3.1.1、3.1.2、3.1.4条要求。 3.2.4安装电子设备的信号设备房屋可在墙体内用钢筋网设置屏蔽层。钢筋网应采用不小于Φ8mm的圆钢焊接成不大于600mm×600mm网格，并与主筋焊接连通，窗户设有防盗网的还应与防盗网钢筋焊接。门窗屏蔽及采用金属板的信号设备房屋屏蔽应符合3.1.4条要求。 3.3室外信号设备直击雷防护和屏蔽 3.3.1室外电子设备集中的区域，可在距电子设备和信号房屋建筑物30m以外的地点安装多支独立避雷针。 3.3.2包含信号设备的箱、盒、柜等壳体应具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能，壳体内应设专用接地端子（板）。室外信号设备的金属箱、盒壳体必须接地。 3.3.3严禁用钢轨代替地线。 3.4接地系统 3.4.1一般要求 ● 信号设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线。信号设备的机架（柜）、控制台、箱盒、信号机梯子等应设安全地线，交流电力牵引区段的电缆金属护套应设屏蔽地线，防雷保安器应设防雷地线，安装防静电地板的信号设备房屋应设防静电地线，微电子设备需要时可设置逻辑地线。上述地线均由共用接地系统的地网引出。 ● 室内信号设备的接地装置应构成网状（地网）。 ● 接地导线上严禁设置开关、熔断器或断路器。 3.4.2地网 ● 地网由各接地体、建筑物四周的环形接地装置、基础钢筋构成的接地体相互连接构成。 ● 新建建筑物混凝土基础的钢筋必须焊接成基础接地网，网格宽度不大于3m×3m；既有建筑物为钢筋混凝土基础的，可利用混凝土基础钢筋作为基础接地网。 ● 环形接地装置一般由水平接地体和垂直接地体组成，应环绕建筑物外墙闭合成环，受条件限制时可不环周敷设，但应尽可能沿建筑物周围设置，以便与地网连接的各种引线就近连接。水平接地体距建筑物外墙间距不小于1m，埋深不小于0.7 m。 水平接地体可采用以下材料： a 40mm×4mm热镀锌扁钢； b 镀层厚度大于250μm、直径大于14 mm2的镀铜圆钢； c 不小于50mm2铜带或缠绕的电缆； d 与贯通地线材质相同。 ● 在避雷带引下线处应设垂直接地体，垂直接地体必须与水平接地体可靠焊接。接地电阻不满足要求时，可增设垂直接地体，其间距不宜小于其长度的2倍并均匀布置。 ● 接地体应设置永久性明显标志。 ● 环形接地装置必须与建筑物四角的主筋焊接，并应在地下每隔5—10m就近与建筑物基础接地网钢筋焊接一次。 ● 垂直接地体可采用石墨电极、铜包钢、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）或其它新型接地材料，电力牵引区段宜采用石墨接地体。 a采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5mm； b采用热镀锌角钢，角钢不小于50mm×50mm×5mm； c采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm×4mm； d采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8mm。 ● 接地电阻难以达到要求时，可采取深埋接地体、设置外延接地体、换土、在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术、新材料等措施。 ● 接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时，垂直接地体应采用石墨接地体。水平接地体应选用耐腐蚀性材料，采用热镀锌扁钢时，镀层不宜小于60µm。 3.4.3对既有建筑物进行地网改造时，应了解建筑物结构、原有防直击雷装置、原有接地和接地体的分布等。 3.5接地汇集线及等电位连接 3.5.1信号机械室、分线盘、计算机机房、电源引入处、综合值班室（或控制台室）应设置接地汇集线。接地汇集线宜采用30mm×3mm紫铜排，可相互连接成条形、环形或网格形，环形设置时不得构成闭合回路。 3.5.2接地汇集线受制造长度的限制需使用多根铜排时，铜排间直接连接的接触部分长度不少于60mm，接触面应打磨后用3个铜螺栓双螺帽连接。 3.5.3电源引入处防雷配电箱处、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。其余接地汇集线可采用截面积不小于50 mm2有绝缘外护套的多芯铜导线或30 mm×3mm紫铜排相互连接后与环形接地装置单点冗余连接。 3.5.4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。接地汇集线一般在距地面200-300mm（踢脚线紧上方）处设置；有防静电地板的信号设备房屋，接地汇集线可在地板下方距地面30-50mm处设置，距墙面宜为100-150 mm；也可在地板下方设成条状或网格状。需要时，也可在房顶设置。接地汇集线上每隔1-1.5m应预留接地螺栓供连接使用。 3.5.5室内走线架、组合架、电源屏、控制台、机架、机柜等所有室内设备必须与墙体绝缘，其安全地线、防雷地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与接地汇集线连接。 3.5.6走线架不得布置成环型，已构成闭合回路的可加装绝缘。在不构成闭合回路的前提下，必须保持走线架在电气上的连续性（可利用剥开的25mm2铜导线，敷设在电缆走线架内，并将每段走线架至少在两点进行连接），并用30mm×3mm紫铜排与接地汇集线栓接，连接螺栓采用Φ8mm铜质或不锈钢质，并不得少于3枚。 3.5.7室内同一排不同的金属机架、柜之间用大于10 mm2多股铜导线栓接后再用不小于50mm2有绝缘外护套的多股铜线或30mm×3mm紫铜排就近与接地汇集线连接。 3.5.8信号设备房屋面积较大时，可以设置与地网单点冗余连接的总接地汇集线。控制台室、继电器室、计算机房的接地汇集线可分别与总接地汇接线单点连接,也可相互连接后与总接地汇接线单点连接。 3.5.9信号设备房屋分布在几个楼层时，各楼层可设置总接地汇集线，总接地汇集线间应采用50—95 mm2的有绝缘外护套的多股铜导线焊接或加线鼻栓接。 3.5.10接地汇集线与地网的连接线应采用不小于50 mm2的有绝缘护套铜导线。电源室防雷配电箱处（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。 3.5.11无线天线避雷针的接地装置应单独设置，并距环形接地装置15m以上，特殊情况下不应小于5m，确因条件限制距离达不到要求时，其接地引接线应与环形接地装置焊接，焊接点与接地汇集线在环形接地装置上的连接点的间距不小于5m。 3.5.12建筑物内所有不带电的自来水管、暖气管道等金属物体都必须与环形接地装置（或与建筑物钢筋、信号设备房屋屏蔽层）做等电位连接。 3.6雷击计数装置 3.6.1在综合雷电防护系统施工前需对上述防直击类的措施、接地系统及接地电阻作详细的检查和测试，并且在地网的接地母线上装设雷击计数装置。 3.6.2避雷网在屋顶的网格尺寸不大于3m×3m，并且与屋顶避雷带多处焊接连通。避雷网、避雷带的引下线有4--6处，向下直接与建筑物地基内作接地体的钢筋焊接并与地网连成一体，同时引下线与各楼层的圈梁主钢筋焊接，形成笼式结构。各站信号楼或行车室接地采用共用接地系统，接地电阻按不大于1Ω设计。 3.7电源线防电磁波侵入的措施 3.7.1电源用防雷保安器必须符合被保护信号设备的特定要求，并与被保护信号设备的绝缘耐压匹配。防雷保安器接入信号系统后，不得改变原信号系统的性能，不得影响被防护设备的工作，受雷电电磁脉冲干扰时，应保证信号设备不出现危及行车安全的后果。 3.7.2铁路信号设备的雷电防护设备应做到在信号设备受雷电电磁脉冲干扰时不间断使用。信号电源设备用防雷保安器，不得采用可导致续流、短路的空气间隙、气体放电管等元件与电源线并联，也不宜单独采用易于劣化的压敏电阻器与电源线并联。 3.7.3电源防雷保安器的连接导线应短而直，其长度不宜大于0.5m，各级SPD之间应满足能量配合的原则。在电源SPD的地线上应有雷击、过流智能计数装置。 3.7.4电源SPD应具有劣化显示、热插拔的功能及供检测用的遥信接点。 3.8信号线的雷电防护 3.8.1原则上应对所有从室外进入室内的信号线设置多级SPD 进行保护，其通流容量、限流电压等技术要求应符合《TB/T3074-2003》及相关标准的规定，同时为节省投资，道岔芯线不防护。 3.8.2并联型的SPD应具有热插拔的功能。 3.8.3轨道电路安装SPD后，不得造成轨道区段有车占用而失去分路。 3.8.4站内轨道电路受电端通过防雷保安器采用横向防护，轨道电路防雷元器件的规格必须考虑电码化影响。 3.8.5 ZPW-2000系列无绝缘轨道电路及站内ZPW-2000系列电码化按照研制单位的防雷方案实施。 3.8.6对于各种通道SPD应满足通道工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数的要求，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的SPD 。 3.8.8列车调度指挥（CTC/TDCS）系统、计算机联锁系统、微机监测信号采集、传输、电源的防雷根据设备设置情况考虑。 3.8.9列车调度指挥（CTC/TDCS）系统、计算机联锁系统、微机监测共用本综合雷电防护系统共用地线。
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