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保护设计
1 引言
城市轨道交通具有快捷、准时、舒适、运输能力强的特点，成为缓解城市交通压力的首选，近年来得到快速发展。截至2021年末，城市轨道交通投运里程超过9 000 km 。大城市中心城区城市轨道交通骨干网已基本建成，现阶段轨道交通主要向城市郊区发展，其线路敷设方式以高架线为主。据统计，雷击主要集中发生在高架线路上，雷电原因引起的城市轨道交通故障时有发生 [1]。例如，2010年7月22日，由于雷电原因导致南京地铁1号线接触网断裂而影响线路正常运营，中断运营3 h ；2011年7月23日，甬温线由于雷击导致动车组列车追尾事故，造成40人死亡、172人受伤，中断行车超过32 h ；2019年4月9日，上海地铁浦江线由于区间设备遭受雷击造成道岔故障，列车正常运行受到影响 [2]。因此，高架车站、高架区间是城市轨道交通防雷保护设计的重点。本文以深圳地铁6号线为例详细介绍城市轨道交通高架线综合防雷保护设计。 周 超
（中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031）
2 工程概况
深圳地铁6号线沿深圳市中部发展轴布设，线路全长37.626 km ，其中高架段长24.616 km ，地下段长5.647 km ，过渡段长1.197 km ，山岭隧道段长6.166 km 。全线共设置20座车站，其中高架车站15座，地下车站5座。列车采用A 型车6辆编组，接触轨授电，最高行车速度100 km/h 。线路于2020年8月18日投入试运营。
由于深圳地铁6号线高架线占线路总长的65%，针对高架线的特点，合理有效地采用防雷措施保证城市轨道交通系统正常运行显得尤为重要。
3 雷电对城市轨道交通的危害
雷电是因强对流天气而形成的雷雨云层间、云层与大地间强烈瞬间放电现象，雷电灾害是自然界十大灾害之一。它通过直击雷、感应雷、雷电波侵入和地电位反击4种方式威胁人身安全，对电气设备、特别是电子设备产生巨大的破坏作用。目前人类还无法控制和阻止雷电的产生，只能设法将危害减小到尽可能低的限度 [3]。我国雷电灾害严重、活动频繁，图1为深圳地铁6号线各站点地闪密度图，可看出沿线处于雷电多发区[1]。
城市轨道交通属于人员密集的公共场所，系统设备众多且系统构成复杂，特别是通信、信号等弱电系统的敏感电子设备繁多[4]。雷电对城市轨道交通的影响，不仅是使其直接遭受雷电的袭击，还包括对其施加雷电电磁脉冲（LEMP ）的影响。如果雷电防护不当，轻则造成设备误动作或损坏，从而影响公共交通出行，重则造成人员伤亡和生产事故。做好城市轨道交通雷电防护，
摘 要：针对城市轨道交通高架线防雷的重要性和特殊性，在分析雷电对其危害的基础上，对综合防雷保护措施进行探讨。结合城市轨道交通高架线特点，提出高架车站及高架区间综合防雷保护方案，为城市轨道交通高架线防雷保护设计提供参考。
关键词：城市轨道交通；高架线；综合防雷保护；防雷设计中图分类号：U231.8
作者简介：周超（1978—），男，高级工程师
对降低雷电灾害风险具有重要意义。
4 综合防雷保护措施
城市轨道交通高架线防雷设计是一个系统工程，遵循科学、可靠、经济和耐用原则，采取多层和分类保护相结合的综合防雷保护措施，针对高架线面临的雷电风险进行全方位防护。防护对象包括建筑物、设备和人，三者需统筹兼顾。
4.1 综合防雷系统构成
城市轨道交通高架线综合防雷系统由外部防雷和内接组成网络，以实现均压等电位
位差。
（4）接地。将雷电能量泄放入地
难点。通常防雷接地与工作接地
等共用综合接地系统，接地电阻按最小值确定
市轨道交通要求不大于1 Ω
（5）屏蔽。利用建（构
中的钢筋、金属墙面、金属屋顶等自然金属部件把需要保护的对象包裹起来，把雷电电磁脉冲波入侵的通道阻隔起来。
图1 深圳地铁6号线各站点地闪密度图
图3 高架车站外部防雷接地示意图
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选取梁板柱内的2根不小于
φ16 mm 的钢筋作为防雷引下线
连接钢梁柱与主体结构内防雷引下线的预埋螺栓
预留连接端子与天桥顶棚金属屋面连接
钢柱梁作为防雷引下线
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屋面金属接闪器
光伏组件
站台层
站厅层
设备层设备层夹层
承台
承台
桩基
桩基
柱上预埋钢板
自然接地装置与人工地网连接
地面
人工接地网
图4 高架区间外部防雷接地示意图
地面
承台
墩内通长焊接的不小于φ16 mm 的2 根竖向主筋作为防雷接地引下线
柱上预埋钢板
桩基
桩基
利用承台上层外圈钢筋焊接连通构成承台环作为防雷水平接地体
利用桩基内的主筋焊接连通构成防雷垂直接地体
墩帽
栏杆
接地扁钢
地极保护器
金属声屏障作为接闪器
φ16 m m 圆钢，在两片梁间的伸缩缝
内沿梁体侧面的弧度明敷
在声屏障钢立柱上通长焊接的
镀锌扁钢，用作防雷贯通地线
置避雷器，避雷器就近接入高架桥墩防雷接地端子。并在接触轨电分段上网电缆处、隧道洞口等位置设置避雷器，将雷电流就近直接泄放入地，降低雷电引起的高电位对接触轨及轨旁相关设备的影响。
为防止雷电波通过高架区间电缆引至牵引变电所造成电气设备损坏或人员伤害，在高架、地面及与地面相邻牵引变电所的正母线、馈线开关柜、负母线增设避雷器。
6.5 区间其他设备防雷
毕节最新通告今天高架区间还包括信号机、转辙机、无线接入（AP）设备、轨旁射频单元（RRU）、漏泄同轴电缆等设施。对于信号机、AP箱盒等金属设备，其外壳应与沿区间弱电电缆支架贯通敷设的弱电接地扁钢连接，实现保护接地；为防止外部雷击对设备造成损害，采用在轨旁电源箱内或在室内防雷分线柜处设置浪涌保护器的方案，实现对雷击的设备防护功能。
7 结语
城市轨道交通高架线路由于地理位置的特殊性，易受到雷电袭击的影响。本文对高架线路综合防雷措施进行详细分析，结合深圳地铁6号线防雷设计实践，提出一套完整的高架线路综合防雷防护方案。深圳地铁6号线已开通运营2年多，期间未发生任何雷击引发的安全事故，该高架线综合防雷保护方案可为高架线路的防雷设计提供借鉴和参考。
参考文献
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收稿日期 2022-08-29
责任编辑宗仁莉
Design of integrated protection against lightning
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Zhou Chao
Abstract: The integrated protection against lightning for elevated urban rail transit lines is both important and special. Based on the analysis of the harm caused by lightning, integrated protection methods against lightning are discussed. Combined with the characteristics for elevated line of urban rail transit, the integrated protection against lightning for elevated stations and elevated sections is proposed, hence providing a reference for lightning protection designs for elevated urban rail transit lines.
Keywords: urban rail transit, elevated line, integrated protection against lightning, lightning protection design
