铁路信号机械室是信号系统的 “中枢核心”，集中部署计算机联锁主机、列控系统（CTCS）设备、轨道电路接收器、电源屏等关键设施，其防雷设计需兼顾 “阻断外部雷电侵入” 与 “保护内部敏感设备”，遵循 “外部拦截 - 内部分级 - 等电位均衡 - 持续维护” 的全链路防护逻辑，具体措施如下：

一、外部防雷：构建机械室 “第一道防雷屏障”

信号机械室作为建筑物，首要抵御直击雷与外部雷电能量渗透，核心通过 “接闪 - 引下 - 接地” 三重结构实现：

1. 屋顶接闪系统：拦截直击雷

（1）避雷带 + 避雷网组合：机械室屋顶沿墙、屋脊敷设热镀锌扁钢避雷带（截面≥25mm×4mm），并在屋顶平面敷设 10m×10m 或 12m×8m 网格的避雷网（采用 φ12mm 热镀锌圆钢），形成 “全覆盖接闪网”，确保直击雷优先击中避雷设施而非屋顶设备（如通风口、卫星天线）；

（2）接闪器连接要求：避雷带与避雷网焊接连接，焊接长度≥6 倍圆钢直径，且每间隔 15m 设置 1 个引下线连接点，确保雷电能量快速传导到大地。

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2. 专用引下线：定向疏导雷电能量

（1）引下线配置：采用 2 条及以上 φ16mm 热镀锌圆钢作为专用引下线，沿机械室外墙对称布置（间距≤18m），避免引下线集中导致局部电位过高；引下线不准有直角的弯角。

（20隔离要求：引下线与机械室外墙门窗、线缆入口的距离≥1m，与室内信号线缆的水平距离≥2m，防止雷电感应在引下线周围产生强磁场干扰内部设备。

3. 复合接地网：实现雷电能量 “安全泄放”

(1)接地网结构：机械室室外采用 “水平接地体 + 垂直接地体” 复合接地网 —— 水平方向用 40mm×4mm 热镀锌扁钢围绕机械室敷设闭合环形接地带，垂直接地体采用∠50mm×5mm×2.5m 热镀锌角钢，每隔 5m 打入地下（埋深≥0.8m），并与环形接地带焊接；

(2)接地电阻要求：根据《TB/T 3533-2020》标准，机械室接地网接地电阻≤1Ω（若与列控设备共地，需≤0.5Ω），且需与铁路沿线的区间接地网、车站综合接地网可靠连接（采用≥50mm² 铜缆），形成 “全域接地系统”，避免地电位反击。

二、内部分层防护：阻断 “感应雷 / 传导雷” 侵入设备端口

机械室内部设备多为低压敏感电子设备（工作电压多为 24V/48V 直流或 220V 交流），需通过 “分级泄放、精准防护” 阻断电涌侵入，核心依赖电涌保护器（SPD）与线缆屏蔽。

信号机械室各种设备防雷配线连接图。

各种配线规格图

接地端子板规格图

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1.电源系统：三级 SPD 防护，阻断电源回路电涌

机械室电源系统（含外电引入、电源屏、设备供电）采用 “三级 SPD 分级泄放”，避免单级 SPD 承受过大能量导致失效：

特殊要求：三级 SPD 需与设备电源端口之间串联空气开关（额定电流≤10A），避免 SPD 故障导致设备断电。

2. 信号 / 控制回路：专项 SPD，防护设备端口

机械室各类信号线缆（如轨道电路信号线、列控数据线）均需安装专项 SPD，针对性阻断不同类型的信号回路电涌：

(1）轨道电路 SPD：安装于轨道电路接收器输入端（机柜内部），采用 “差模 + 共模” 双重防护，工作电压匹配轨道电路信号电压（如 25Hz 轨道电路 SPD 工作电压≥100V），通流容量≥5kA（8/20μs 波形），防止雷电通过钢轨感应侵入；

（2）列控数据 SPD：CTCS-3 级列控系统的 GSM-R 通信线缆、ATP（列车自动防护）数据线端口安装 “低残压 SPD”，残压≤30V（匹配数据信号电压），通流容量≥2kA（10/350μs 波形），防止通信信号受电涌干扰导致列车控车异常。

（3）信号机电路 SPD：安装于轨道电路回楼电缆，采用 “差模 + 共模” 双重防护，工作电压匹配信号电压（ SPD 工作电压≥250V），通流容量≥5kA（8/20μs 波形），防止雷电通过电缆感应侵入；安装于信号机电路电缆输入端（分线盘内部），采用 “差模 + 共模” 双重防护，工作电压匹配电路信号电压（如 SPD 工作电压≥250V），通流容量≥5kA（8/20μs 波形），防止雷电通过电缆和机构感应侵入；

3. 线缆屏蔽与布线：减少感应干扰

（1)屏蔽线缆选型：机械室所有外部引入线缆（如电源电缆、信号电缆）均采用 “钢带铠装 + 铜丝屏蔽” 双层屏蔽电缆（屏蔽层覆盖率≥90%），内部设备间连接线缆（如机柜内数据线）采用铜网屏蔽线缆；

（2）屏蔽接地规范：线缆屏蔽层采用 “单端接地（主电缆侧接地）”—— 分线盘一二次成端与机械室接地网连接，室内端与机柜屏蔽接地排连接，接地电阻≤1Ω，形成 “屏蔽笼”，阻断雷电感应产生的交变磁场侵入线缆；

(3)布线隔离：机械室内部线缆分槽敷设 —— 强电电缆（如电源电缆）与弱电电缆（如信号、数据电缆）分开布置在不同电缆槽（间距≥30cm），避免强电回路电涌干扰弱电信号。

三、等电位连接：消除机械室 “地电位反击” 风险

雷电泄放时，机械室接地网不同点可能产生电位差（即 “地电位反击”），导致设备间击穿，需通过 “全域等电位连接” 实现电位均衡：

设置环形等电位接地排：机械室地面下敷设 60mm×6mm 紫铜带，形成闭合环形等电位接地排，与室外接地网通过 4 条≥50mm² 铜缆连接（对称布置）； 设备等电位连接：

(1）所有机柜金属外壳、电源屏外壳、UPS 机柜外壳通过 25mm² 铜缆与环形接地排连接；

（2）设备内部主板接地端子、SPD 接地端子通过 6mm² 铜缆与机柜内接地排连接，机柜内接地排再通过 16mm² 铜缆与环形接地排连接；

（3）电缆槽、金属线槽、门窗金属框架均通过 10mm² 铜缆与环形接地排连接，确保机械室内所有金属部件电位一致。

四、特殊防护：针对机械室薄弱环节强化

1.线缆入口防护：机械室电缆沟入口处设置 “屏蔽密封套”，电缆穿套后用防火泥密封缝隙，防止雨水与雷电感应电场通过入口侵入；同时在入口处安装 “电缆接地卡”，将电缆屏蔽层与接地网可靠连接；

2.UPS 系统协同防护：机械室配置 UPS（不间断电源），其输入端与电源二级 SPD 串联，输出端与三级 SPD 串联，既确保雷电导致外电中断时设备持续供电，又通过 SPD 阻断 UPS 自身产生的浪涌；

3.通风口 / 门窗屏蔽：机械室通风口安装金属防尘网，防尘网与接地排连接；门窗采用金属框架，框架与接地排连接，形成 “全封闭屏蔽空间”，减少外部电磁场干扰。

五、日常维护：确保防雷系统长期有效

机械室防雷系统需定期检测维护，避免部件老化或连接松动导致防护失效：

1.SPD 维护：

（1） 每月检查 （雷害区应每次打雷后检查）SPD 状态指示灯（正常为绿色，故障为红色），发现红色指示灯立即更换 SPD；

（2）每年度 SPD元件返所检查，测试SPD的通流容量与残压，确保参数符合要求；

2.接地系统维护：

（1） 每半年用接地电阻测试仪检测环形接地排、室外接地网的接地电阻，若＞1Ω 需增补垂直接地体或更换接地材料（如土壤干燥时添加降阻剂）；

（2）每年检查接地连接点（如铜缆与接地排焊接处），若出现锈蚀需重新打磨焊接并涂防锈漆；

3.线缆与屏蔽维护：每季度检查电缆屏蔽层接地情况，若屏蔽层松动或断裂需重新压接接地卡；检查电缆槽隔离情况，避免强电与弱电电缆混放。

铁路信号机械室防雷是 “系统工程”，需通过 “外部接闪接地拦截直击雷、内部三级 SPD 阻断电涌、全域等电位消除电位差、日常维护保障可靠性” 形成闭环防护。随着机械室设备向 “高集成化、低功耗” 发展（如智能联锁系统、5G 列控通信设备），需进一步提升 SPD 的低残压特性与接地网的稳定性，确保防雷能力匹配设备敏感程度，为铁路信号系统安全运行筑牢 “防雷防线”。

发布于：黑龙江省