高速铁路接触网防雷措施及建议

高速铁路接触网防雷措施及建议

肖鹏

(中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司陕西宝鸡721000)

摘要：我们国家的高速铁路“横跨东西、纵贯南北”，所经过区域的地理环境完全不同，情况繁琐多变，特别是高速铁路大都运用高架桥的模式，接触网变成了较小范围内的相对高点，致使其遭遇雷电灾害的可能性非常之大，若遭受雷电灾害便会导致线路跳闸、绝缘闪络断裂等其它恶性的事故，更为严重的还会造成列车的停止，对于高速铁路的运输产生了非常大的消极影响。所以，接触网防雷措施的运用是达到高速铁路平稳、安全以及持续供电的主要环节。

关键词：高速铁路；接触网；防雷措施

接触网是牵引供电系统的重要组成成分，在当前的建设中，接触网大部分处于裸露状态且后备能力较弱。高速铁路接触网的防护措施缺乏或效用较低，都将会直接导致绝缘子的损坏，可能会导致跳闸情况发生。其不仅不利于铁道运营，对系统内的相关电气设备造成损坏，严重的还会对相关人员的安全造成威胁。所以加强接触网防雷技术的研究是十分必要的。

1雷电对接触网造成的危害

在所有的自然灾害当中，雷电属于较为严重的一种，它不但可以导致森林火灾、对建筑造成破坏还可以危及人畜的生命安全等。据有关统计，由于雷电而导致的各方面的直接性经济损失高达10亿左右，而间接性的经济损失也不在少数。另外，在导致电网安全的原因当中，雷击也是其中一种，有关资料表明，在一些发达国家所出现的电力安全问题当中大约有三分之一以上都是由于雷电而导致的，这主要是由于通常情况下接触网都是处于外界且大都没有采用相应的防护措施。假如没有对接触网进行有效的防护，非常容易损坏绝缘子而导致出现线路跳闸的情况，从而在一定程度上影响了高速铁路的正常运行。

2我国接触网当前的防雷设计

在当前，高速公路建设地理区域跨度较宽，且不具备完善的备用系统，在受到雷击之后往往会出现难以恢复的故障，影响供电区段的正常运行。根据相关部门规定，只有处于强雷地区的接触网才能进行避雷线的设置。但是高速铁路接触网大多处于多雷地带，容易受到雷击伤害。为最大程度的保证接触网的安全稳定运行，就应当加强接触网的防雷技术的研究与设计，而实际设计工作应当根据相关规范文件中的铁路电力牵引作为参考条件。而相关部门出台的供电设计规范这一文件中就对防雷的电磁兼容与接地技术等都进行了指导。在雷区划分规范中，一般将其根据该地区每年雷电天数的长短进行划分，其中地域20天即为少雷区域，处于20到40天之间则属于多雷区域，处于40到60天则被规定为高雷区域，最后多于60天的区域就属于强雷区域。

在当前，大多数针对高速铁路的接触网进行防雷设计工作时，都会运用避雷线架设以及避雷器设备装置等方式来实现防雷，同时又在这基础上加强接触网的接地装置的设计。其中针对重雷区域，高污染区域与高架桥的隧道口段的接触网的防雷装置设计中，相关工作部门还就其所采用的避雷器进行了明确规范，要求相关人员采用氧化锌的避雷器设置。这样可对该区域的防雷工作的开展提提供重要的保障基础。

3高速铁路接触网防雷技术优化的相关建议

3.1注重接触网系统的接地装置的设计

在我国的防雷设计规范中，在就重要建筑物进行防雷设置工作时进行了明确的规范，在进行建筑外部的防雷设置安装时应当保证其余建筑内部的相关防雷装置两者共同利用统一接地装置。同时，还要将该接地装置和相关的金属管线组合，并使其成为等电位，同时再和高速铁路的接触网支柱进行连接，常见的接触网支柱为钢支柱形式。但是不管接触网的支柱上是否进行了避雷线或者避雷器的安装，当接触网受到雷击危害时，其都将有可能会在雷击的作用下成为进行雷电下引的接地柱。当进行高速铁路的接触网接地装置设计时，相关部门选择的接地方式为综合性的接地系统设立，则接触网系统中所涉及到的多条支柱都将和贯通地线之间产生连接。

3.2注重系统中的绝缘子的选择

出现雷电灾害袭击高速铁路接触网的过程中，会直接造成该系统出现重合闸失效的情况，从而导致所在地区停止供电。之所以会出现这种情况主要是因为出现雷击灾害的时，系统当中的绝缘子会由于产生工频续流的情况而导致其产生破损现象。另外因为缺乏相应的后备设置，从而导致一旦出现上述问题线路绝缘设置的自动复原功能就很难完成，从而导致重合闸无法进行工作。要想有效防止在烧坏绝缘子的时候引发相应的故障，有关工作人员可以通过下面几种方法来进行应对。①积极疏导工频电弧所产生的问题，比如安装绝缘子的过程中一定要设置相应的并联保护空隙，如此做的目的其实是为了避免出现电弧通过在绝缘子的表面近些燃烧，以此实现对绝缘子的保护。②要想有效防止出现工频电弧除了上述办法之外还可以通过设置避雷器以及避雷线的方式来进行。③选择绝缘子的过程中一定要确保其抗烧蚀性能。

3.3在雷电特别严重地区加设避雷器

将避雷器安装到接触网当中主要有以下几种好处：①避雷器本身所具有的保护作用可以和接触网的绝缘水平起到很好的配合作用，特别是具有间隙避雷器50%冲击放电电压可以和接触网绝缘子的放电特性保持一致，同时对于正负极的分散程度也不会太高。②由于避雷器本身的体积以及重量都比较小，所以安装到接触网上面对其造成的机械负荷也不是很明显。③在安装方面避雷器也有着操作便捷且结构紧凑的优势，在现场当中无论是安装还是更换都极其容易。然而避雷器的安装也存在着相应的不足：①避雷器在安装密度方面相对较高，如此就为以后的检修工作加大了任务量，且在维修费用方面也有一定的增加。②通常情况下接触器所安装的避雷器结构都属于串联间隙型的，如此一来出现污闪情况的机率就大了许多。③避雷器所安装的接触网所处的位置主要以山区为主，就其自然环境来讲在今后的维护方面难度较大。所以对于避雷器的密封性以及可靠性等方面的要求也更高一些。

3.4安装架空避雷线

安装架空避雷线能够避免对雷电流与直击雷实施分流，尽可能的减少流至杆塔中的电流量，使得塔顶的电位不断降低；对于导线耦合，削弱导线中感应过电压，对于输电线路有着非常好的防护作用。避雷线所具有的防护功能便是将雷电吸引到自身之中，同时引导雷电流至大地之中。

3.5降低接地电阻

铁路周围土壤的电阻率均相对较大，难以制造较低电阻的地网，同时需要耗费非常的费用。对于削弱接地电阻的相关问题，其运用的措施主要有：提升地网的面积、增加垂直的接地体、采取降阻剂、分散的接触网支柱设立单独的接地极等等。能够按照现实状况针对支柱接地实施监管，使得其接地电阻一直处在所限定的范围内。

综上所述，在我国，由于高速铁路的接触网防雷措施水平较低而导致的雷击事故时有发生。为避免雷击事故造成更为严重的安全事故和经济损失，相关部门应当加强对接触网防雷技术的研究，尽可能的保证接触网的安全稳定运行。这就需要相关技术人员明确防雷措施的重要性，并积极进行防雷设计方案的探究与优化，实现防雷技术的突破，利用现代化的先进防雷措施来促进接触网系统运行的安全性发展。

参考文献：

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[2]吴帅.高速铁路接触网防雷措施及建议[J].科技风,2017(12):223.

[3]陈甫康.京广高铁广东段接触网防雷现状及改进措施[D].中国铁道科学研究院,2014.