铁路接触网防雷技术研究

铁路接触网防雷技术研究

祝梦宇

成都铁路局达州供电段 重庆达州 635000

【摘要】接触网是电气化铁路电力牵引供电系统的重要组成部分，也是电气铁路不可缺少的一部分，通常我们的接触网是裸露在大自然的环境中，铁路接触网往往长达几百公里甚至上千公里，接触网分布在不同的环境、不同的雷暴日地区，不可避免的遭受雷击，如若防护措施不当，接触网将受雷击损坏而停电，影响铁路电力机车的正常运行，这种情况也相当危险，还会影响铁路的抢修施工。

【关键字】铁路接触网；防雷措施

引言

铁路接触网是沿着我国铁路，在上空架设的输电线路，主要是对电力机车进行输电以及输送列车在运行过程中所需的电流，所以铁路接触网对于保证列车的正常运行有着重要作用，一旦接触网出现故障停电，就会列车的供电造成影响。由此可见，铁路接触网对于保证铁路的正常运行有着重要的影响，所以工作人员要保证铁路接触网的正常运行。接触网在运行过程中容易受到雷击的影响，接触网一旦受到雷击，就会出现运行故障的现象，所以要保证铁路的稳定运行，就要做好接触网的相关防雷措施。

1接触网雷击案例分析

在我国铁路接触网雷击故障中，大多数都是由于雷击而造成设备烧损或者跳闸，随着铁路的快速发展，接触网的应用越来越高，因此防雷技术也要进一步的提升，来保护铁路的安全运行。由于铁路线路较长，并且多在空旷之地，受到雷击的概率较高。

以某铁路线路为例，改线路的地理环境大多处于平原地区，并且气候多雷雨天气，在电气化方面，整条铁路都采用直接供电的方式，在接触网建设上，综合地理环境及气候条件，根据接触网遭受雷击公式计算得出接触网的承力索距钢轨高度应为7.4m，其侧面的限界为3.1m。计算的公式为N=0.122×Td×1.3，Td为年平均雷电数。该线路自开通以来，经受了20多次的雷击，故障多表现在设备绝缘子被雷击穿，导致设备烧损或者跳闸，随着防雷技术的逐渐改进，该线路在全年运行中雷击的次数越来越少。

2接触网系统雷害分布

不同的地理位置，雷击的位置也不相同，但是我们可以根据不同的雷击位置，系统地将接触网遭受雷击的部位分为：雷击支柱，雷直击接触网或者直击接触网附近的地面，前两种是因为磁场的剧烈变化使接触网上出现了感应过电压的现象，所以造成雷击的产生。第三种情况是因为行波过电压会在较大雷电流经接触网时出现。接触网产生的雷害有很多种，我们应该根据具体的情况来分析雷害的产生原因，进而根据实际情况制定出有效的方案。

2.1雷击接触网支柱和直击接触网

雷击接触网支柱造成绝缘子闪络损害，当接触网支柱遭到雷击击中，雷电电流就会通过支柱穿回到大地，从而形成反击过电压再加上接触网导线产生的感应过电压，叠加形成非常高的雷电过电压，从而造成雷电事故产生，影响铁路工程施工和运行引起危险的产生。我们应该根据这一情况做重点研究，减少这种现象造成的损失。

2.2雷击接触网附近的地面

因为不同的地理位置及地形条件，引起雷击的位置不同，有时候雷击也会击中接触网附近的地面，会地面产生闪络电压，那么绝缘子上的过电压就大大超过了绝缘子的额定值。距接触网有限远>S>65 m处，雷击对地放电时，在接触网上产生的过电压与雷电流幅值成正比，其比值为3.84。所以雷击就算不直接击中接触网也会产生雷击危险，因为每个区域我们搭建的接触网不同，雷击的频繁率也不相同，所以我们要根据地形地貌做好防御措施。

3铁路接触网防雷措施及建议

随着我国电气化铁路运营里程的不断增加，高速客运专线的逐步投入运行，对牵引供电系统的可靠性、安全性提出了更高要求。由于雷电发生的机理十分复杂，我们还不能完全控制雷害的发生，但通过必要的防雷措施，可以减少雷害的发生，为确保牵引供电系统安全可靠运行。

3.1全面分析雷击情况

对于铁路接触网而言，通常可以将雷击分为直接类型和感应电波电流类型。直接雷击主要为自然界的雷电直接击中接触网而发生雷电事故。虽然铁路周边建筑物存在避雷针等设施，但不能完全为接触网提供安全防护作用。感应电波电磁是在雷电天气下产生电流形成磁场，导致接触网发生雷击事故。由于雷击的强度很大，往往会损坏电器设备，导致接触网不能正常为铁路列车供电，严重影响整体交通的服务质量。因此，企业应针对接触网的雷击事故类型进行全面探索与分析，在综合化研究工作中制定完善的规划设计方案，全面提升整体设计工作效率与质量，以满足当前的实际管理与控制要求。

2.2设置避雷设备

在大型建筑物修剪期间，通常会使用避雷器进行防雷。因此，铁路接触网建设期间，需合理安装避雷线、避雷针等避雷器设备，保证达到防雷的效果。对于避雷器，可在一定范围内减少雷击对接触网的损害。虽然它的防护等级很低，但是可以形成接触网的雷击管理与防护体系，以免出现雷击事故发生严重的经济损失，促进单边与双边结构正常供电。对于雷电较为强烈的区域，应合理设计避雷线设备，建设避雷网，以便预防雷击事故。实际管理期间，还需明确感应电流磁场的实际情况，建立针对性的管理机制，在合理安装避雷装置的基础上，提升整体防雷工作效果，优化管理模式。

2.3针对接地进行改进

除了要安装避雷器外，还需改进接触网的接地系统，提升防雷工作效果。接触网主要从牵引变电系统中获取电能，然后输送到电力机车完成供电任务。因此，在设计接地系统时，需明确牵引变电与电力机车的实际情况，针对线路负荷进行综合化分析与调查，在了解接触线情况后设置接地电阻结构，使用绝缘距离较大的复合材料处理绝缘子等，提升接触网的防雷管理工作效果，优化整体管控机制与模式。

2.4注重系统中的绝缘子的选择

出现雷电灾害袭击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。

2.5加强雷电的监督和测量

接触网设备管理单位对雷电的预警体系进行有效的建设，并且和各个部门都进行连接和交流，在雷电产生的时间以及区域进行提前的判断，并且对其规律进行充分的判断，建立相应的监测手段和体系。按照相关的预警体系，保证雷电产生的时候对各种电气体系以及防雷工作做好充足的准备，防止体系内部问题导致的雷电问题。除此之外，还要加强实时的监控，对雷电的数据以及问题进行数据的分析和整理。

3结束语

随着经济全球化的到来，社会经济快速发展。铁路交通运输行业也不甘落实，出现了极其繁荣的景象，在这种背景之下保障其运行的安全性就显得十分重要。对此，上文主要围绕于铁路接触网防雷谈了谈自己的一些看法，以供广大同行参考。

参考文献：

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[3] 朱建立.铁路接触网防雷技术研究[J].建筑工程技术与设计， 2016（34）.