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铁路通信设备雷电防护试验方法比选
摘 要:
针对目前开展铁路通信设备雷电防护试验采用标准存在的问题,分析比较 TB/T 3498—2018《铁路通信信号设备雷击试验方法》与其他通信标准的差异,得出在开展雷电防护试验时,采用 TB/T 3498—2018,无论是试验等级划分、试验波形、试验时间,还是试验结果判定,都更符合铁路行业实际的结论。指出 TB/T 3498—2018 没有明确规定通信设备同轴馈线端口雷电防护要求,建议在修订 TB/T 3498—2018时,参考 YD/T 993—2016 《电信终端设备防雷技术要求及试验方法》 规定,加入同轴馈线端口雷电防护试验内容。
关键词:通信设备;防雷试验;试验方法;行业标准
1概述
铁路通信系统通过将有线和无线通信有机结合,实现语音、数据、图像、列车控制等多种功能。它和信号系统紧密结合,形成一个整体,是铁路运输生产的基础,是保证行车安全可靠、提高效率的重要设施。
随着我国高速铁路的发展,由微电子元器件和高精密集成电路组成的铁路通信和信号设备广泛投入使用。在复杂电磁环境下,由于大规模集成电路的使用,遭受雷击浪涌的故障率逐步增加。为了保障铁路通信设备的可靠运行,减少在雷电环境中的损坏,通过试验模拟通信设备正常工作状态下的雷击环境,检测通信和信号电子设备遭受雷击浪涌过电压的耐受能力,改进和提高设备雷电防护性能。
铁路通信设备产品类型较多,但一直以来,通信设备雷电防护试验大多数都是针对机房基站开展,其他通信设备开展试验的还不多。2018 年,TB/T 3498—2018 《铁路通信信号设备雷击试验方法》 发布实施,规定了铁路通信和信号设备雷电防护试验方法。但是,由于 TB/T 3498 — 2018 为新制定标准,自 2018 年 7 月 1 日实施。此前制定的铁路通信设备产品标准或技术要求,在雷电防护试验上,引用的是既有铁道行业标准或通信行业标准。其中,有的被引用标准已经废止。
以开展雷电防护试验较多的 3 类铁路通信产品,即基于光通信的站间安全信息传输设备 、铁路通信机房环境监控系统设备 、铁路通信电源系统设备 为例,从采用标准、试验方法等方面,分析、对比雷电防护试验方法。
2采用标准
目前,铁路通信设备雷电防护试验采用标准见表 1。
2018 年以前,信息传输设备主要依据TB /T 3074—2003 开 展 雷 电 防 护 试 验 。2017 年 ,TB/T 3074—2017 《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》 代替 TB/T 3074—2003。TB/T 3074—2017 保留了 TB/T 3074—2003 防雷设计施工部分,如信号机房、站场的雷电防护设计要求、防雷接地实施技术要求和信号设备防雷元器件选择,而将雷电防护水平测试技术要求和试验方法等内容经过扩展和细化,纳入了 TB/T 3498—2018。但是,目前很多铁路通信设备的产品标准或技术要求尚未更新,依然采用 TB/T 3074—2003 开展雷电防护试验。
环境监控设备依据 YD/T 993—2016 开展雷电防护试验。YD/T 993—2016 是通信系统普遍采用的雷电防护试验方法标准,在试验方法和技术要求上,与 TB/T 3498—2018 有较大差异。
通信电源共有 3 种试验端口,分别是交流电源端口、直流电源端口和通信端口。交流电源端口、直流电源端口分别依据TB/T 2993.2—2016 和TB/T 2993.6—2016 开展试验。在 TB / T 2993.2—2016 中,雷电防护要求又指向 YD/T 944—2007。通信端口依据 YD/T 944—2007 开展试验,而 YD 944—2007 规定的试验方法与 TB/T 3498—2018 不同。
3试验方法
目前,铁路通信设备端口防雷试验方法见表 2。
从表 2 看出,同一设备采用 TB/T 3498—2018与其他标准的试验方法存在较大差异。
3.1 试验等级划分
通信标准划分试验等级主要有 2 种方式:
① 根据地理环境划分。按当地雷暴日的多少划分成低风险、中风险、高风险型,如 YD/T 944—2007。
② 根据建筑物防雷设计分成Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类,如 YD/T993—2016。
这种划分方法主要参考气象防雷和建筑物防雷工程标准,与 TB/T 3498—2018 雷电防护试验等级划分不一致。
TB/T 3498—2018 按照设备安装环境与各端口供电方式的不同划分试验等级。以铁路电源设备为例,将电源设备试验等级分为 4 级:电源设备输入端口与机房第 1 级电源防雷设备馈线并联时,选择试验等级 1;电源设备输入端口与机房第 2 级电源防雷设备馈线并联时,选择试验等级 2;电源设备输出端口与有防雷设备机房输出馈线并联时,选择试验等级 3;电源设备输入端口与机房第 3 级电源防雷设备馈线串联时,选择试验等级 4。通信电源交流端口按照 TB/T 3498—2018 规定,应选择试验等级 2,也就是交流端口为10 kA。目前,通信电源交流端口依据 YD/T 944—2007,按照“ 雷暴日大于 25 天无专用变压器供电的机房,或年雷暴日大于 40 天有专用变压器供电的高山,或野外、空旷场地机房 ”确定试验等级为 20 kA,这也是最严酷的等级。
文章来源:《信息通信技术与政策》 网址: http://www.xxtxzz.cn/zonghexinwen/2020/0912/732.html