地鐵奔馳在數(shù)十米深的地下,以一般常識(shí)看來,仿佛與來自天空的雷電無緣,就算會(huì)遭受雷擊,也僅限于露出地面的“輕軌”部分。其實(shí),地鐵位于地下的設(shè)備同樣受到雷電威脅,而且作為公共交通的骨干,地鐵遭受雷擊損害后果非常嚴(yán)重,防雷對(duì)其而言不可或缺。記者咨詢了北京市避雷裝置安全檢測中心總工程師宋平健,請(qǐng)他為大家詳談地鐵所面對(duì)的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。
地上與地下:千絲萬縷的聯(lián)系
如今,很多“地鐵”其實(shí)不在地下,它們運(yùn)行在高架橋上。據(jù)統(tǒng)計(jì),在北京地鐵總里程中,地上部分占到1/5左右。這些部位位于高處,高架橋上的燈桿、天線、運(yùn)行的列車等毫無疑問容易成為雷擊的目標(biāo)。
除去公眾所熟悉的高架線路之外,地鐵系統(tǒng)還有許多組成部分位于地上,與普通建筑物一樣受雷擊威脅。“例如地鐵運(yùn)營控制中心,負(fù)責(zé)整個(gè)城市地鐵的運(yùn)營調(diào)度,這就是一座地上的建筑物。地鐵的車輛段(對(duì)列車進(jìn)行整備、檢查、維護(hù)的場所)和停車場、地鐵公司工作人員的辦公場所也位于地上。”宋平健說。受用途影響,這些建筑物往往位于比較空曠的地段,因而格外需要注意防雷。
此外,由于地鐵整套線路相互貫通,接近高架部分的地下站,也會(huì)受到來自地面?zhèn)鲗?dǎo)而來的雷電威脅。這么說來,那些純粹的地下部分又能否免于雷電侵襲呢?
“純粹的地下站,同樣會(huì)受到雷擊威脅,因?yàn)榈厣吓c地下之間存在著很多聯(lián)系。”宋平健說,“首先,地鐵地下站的出入口和冷卻塔都建在地表,此外,還有一些GPS天線、無線通信天線等與地下聯(lián)通,一旦遇到雷電災(zāi)害,很容易傳導(dǎo)到地下。”
即便如此,人們還是不太容易想像,閃電是如何鉆進(jìn)深深的地下去“興風(fēng)作浪”的。要解釋清楚這個(gè)問題,就要請(qǐng)出雷電威脅地鐵系統(tǒng)的主角——雷電感應(yīng)了。
雷電感應(yīng):“隔山打牛”的殺手
雷電感應(yīng),是雷電放電時(shí)巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場引起的。它可以沿電路傳播,也可以通過空間電磁場傳播。雷電感應(yīng)引起的電磁能量若不及時(shí)泄入地下,可能產(chǎn)生放電火花,引起火災(zāi)、爆炸或造成觸電事故。雷電感應(yīng)最喜歡的獵物莫過于各種電子設(shè)備,而地鐵,偏偏就是一個(gè)電子設(shè)備非常密集的系統(tǒng)。
讓我們看看地鐵里有哪些電子設(shè)備吧:首先是信號(hào)系統(tǒng),它肩負(fù)著地鐵運(yùn)行控制、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的重要任務(wù),堪稱地鐵的“大腦”;通信系統(tǒng),負(fù)責(zé)傳輸各種信息,例如廣播、時(shí)鐘、監(jiān)控以及乘客使用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò);環(huán)境控制系統(tǒng),主要包括空調(diào)與暖氣等,調(diào)節(jié)車站車廂的環(huán)境;此外還有屏蔽門控制、自動(dòng)售票檢票機(jī)和旅客信息系統(tǒng)。這些復(fù)雜的電子設(shè)備,是維系地鐵順利安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在,它們彼此又互相連接,一旦遭受雷電感應(yīng)侵襲,后果不堪設(shè)想。
此外,地鐵依靠電力運(yùn)行,其供電系統(tǒng)也是易受雷電感應(yīng)侵襲的部位。據(jù)宋平健介紹,以往地鐵多采用接觸軌(又稱“第三軌”)饋電(意為對(duì)一個(gè)電路供電),供電軌道位于列車下方,遭受雷擊風(fēng)險(xiǎn)較低。而近些年建設(shè)的地鐵采用了電壓更高、能提供更充足動(dòng)力的接觸網(wǎng)饋電,輸電線位于列車上方,遭受雷擊概率也相應(yīng)增加,給地鐵防雷工作增添了更大的壓力。
地鐵防雷:任重而道遠(yuǎn)
2010年7月23日,南京地鐵一號(hào)線南延線因雷擊,造成供電接觸網(wǎng)兩次故障,4列車因接觸網(wǎng)斷電而延誤運(yùn)營,2000多乘客出行受不同程度影響。2008年8月15日,上海地鐵3號(hào)線漕溪路站至虹橋路站(上行)突遭強(qiáng)雷襲擊,造成供電中斷,該區(qū)段列車被迫停駛?;虼蠡蛐〉睦讚羰鹿世_著地鐵運(yùn)行,影響著人們的正常出行。地鐵防雷成為一項(xiàng)重任。
據(jù)宋平健介紹,地鐵防雷措施與地面建筑物防雷措施大致相仿,避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷針、引下線、接地體、均壓環(huán)、等電位、電涌保護(hù)器(俗稱避雷器)等防雷技術(shù)的措施和手段應(yīng)有盡有。而為了應(yīng)對(duì)“大敵”雷電感應(yīng),地鐵系統(tǒng)中許多電路架設(shè)在金屬制的屏蔽槽中。它類似于辦公室中常見的用來安放電話線、網(wǎng)線的槽,其金屬材質(zhì)可以有效隔絕雷電感應(yīng)的侵害。
“自2010年起,北京市避雷裝置安全檢測中心承擔(dān)了所有新建地鐵項(xiàng)目的施工圖紙防雷設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)、防雷竣工驗(yàn)收和防雷裝置竣工檢測工作。”宋平健告訴記者,而對(duì)于2010年前建設(shè)的部分線路,防雷檢測也正在進(jìn)行中。北京地鐵的防雷工作,在全國范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。如今,隨著各地地鐵建設(shè)項(xiàng)目紛紛上馬,地鐵防雷仍任重而道遠(yuǎn)。