基于层次分析法的高速铁路信号系统雷害风险评价

王州龙，孙建国，张 宾，靳邵云

高速铁路作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到乘客的生命安全［1］。信号系统担负着各种行车设备的控制和行车信息的传输,在高速铁路中有着举足轻重的地位,更是保障高速铁路运营安全、杜绝事故发生的重要基础［2］。

我国高速铁路多采用高架方式,牵引供电接触网的导线对地高度明显增加,接近甚至超过了电力系统110 kV输电线路［3］,而信号设备多采用大规模集成电路和低耐压器件,耐过能量不高,对外界电磁感应更加敏感,承受雷击电磁瞬态干扰能力不强,遭雷击损坏或不正常工作的概率普遍增加。

目前,高速铁路信号系统雷电防护还局限于定性描述防护策略阶段,对现有信号系统雷电防护措施的评价主要基于经验判断,对于高铁信号系统雷害风险的认识比较模糊,许多潜在的雷害风险尚未完全掌握。而高速铁路多为长距离线路,受铁路沿线不同雷暴、土壤电阻率区域及雷电强度的影响,对信号设备造成影响的差别很大,用统一的标准来考量信号设备的防雷可靠性,容易出现防护盲点。调查发现线路信号楼内信号设备遭雷击损坏的风险程度,与设备端口的感应过电压值、信号设备自身耐雷电冲击水平及防护措施有关。

国际电工委员会率先将风险评估引至建筑物雷电防护中,提出雷害风险评估体系,核心是以雷电活动频度、地闪密度、雷暴日等数据作为风险分析因子,通过对风险因子计算进行概率统计,但这种概率统计方法并不能定量确定系统的雷害风险。……