铁路牵引供电接触网雷电防护措施研究

铁路牵引供电接触网雷电防护措施研究

滑彬

中国铁路北京局集团有限公司北京工电大修段 北京  100000

摘要：当前铁路事业发展过程中，牵引供电是一种常见的供电方式，能够保证铁路的正常运行，但其也承载着雷电攻击的风险，这就有必要采取雷电防护措施，为列车的安全运行提供保障。本文就铁路防雷设计原则进行阐述，明确铁路牵引供电接触网雷电防护的必要性，分析铁路牵引供电系统雷电防护工作中存在的问题，进一步探究铁路牵引供电接触网雷电防护措施，旨在促进铁路列车的安全可靠运行。

关键词：铁路牵引；供电接触网；雷电防护

新时期下铁路交通运输事业快速发展，公众出行对于铁路的要求也逐步提升，铁路牵引供电系统运行的稳定性和有序性，直接关系着公众的出行安全。一旦出现牵引供电接触网雷击事故，极易威胁到铁路的安全运行及公众的生命安全，基于此有必要探究铁路牵引供电接触网雷电防护措施。

一、铁路防雷设计原则

铁路部门的运行需要依照相关安全指标标准，因而牵引供电接触网雷电防护建设工作的推进，需要以具体指标要求为依据，将指标划分为各个层级，就年平均雷电来看，实际雷电发生日在二十天及二十天以下的地区为少雷区；实际雷电发生日在二十天到四十天的区域为多雷区；实际雷电发生日在四十天到六十天的区域为高雷区，其中不包含六十天；实际雷电发生日在六十天以上的区域为强雷区。我国铁路运行过程中，牵引供电接触网防雷设施建设过程中，需要遵循铁路防雷设计原则，保证防雷设施构建的规范化，避免出现防雷设施不足或建设过多的情况。部分区域存在特殊情况，地区雷电发生日缺乏稳定性，由于地区存在差异，因此不可绝对地遵循铁路防雷设计原则，而是应当因地制宜，以保证防雷设施建设的科学性和可靠性。

二、加强铁路牵引供电接触网雷电防护的必要性

当前社会经济快速发展，交通运输领域内铁路居于重要地位，成为一种比较常见的运输方式，铁路建设发展过程中以安全性作为重要目标，因此相关工作人员在铁路牵引供电接触网雷电防护方面所开展的研究也比较深入。近年来铁路运行过程中存在一定安全隐患，受到雷电的作用，铁路牵引供电系统运行的稳定性不足，极易发生安全事故，所造成的后果不堪设想。为保障铁路运行的安全性与可靠性，有必要探究铁路牵引供电接触网防雷防护措施。

三、铁路牵引供电系统雷电防护工作中存在的问题

（一）直击雷的入侵问题

就高速铁路来看，其牵引供电系统运行具有一定特殊性，相对于电力系统来说，牵引供电系统的电压等级为35kV，基于35kV输电线路及普速铁路接触网规范出发，防雷设计过程中需要对高架桥进行合理设置，一旦避雷防护不到位，则所受直击雷的影响较大，直击雷的入侵会严重影响系统的正常运行。就直击雷入侵来看，其主要体现在三个方面，其一是承力索遭到袭击，导致腕臂绝缘子出现较为明显的闪络情况；其二是正馈线遭到袭击，悬式绝缘子所受到的影响较为明显，进而出现闪络情况；其三是保护线被袭击，尽管两种绝缘子的类型不同，但闪络可同时出现。

（二）冲击接地电阻问题

高速铁路运输较为迅捷，对比普通铁路而言，所产生电流也比较大，若高铁沿线维护不到位，则存在一定安全隐患，事故发生率也比较高，并且绝缘容易快速老化，这就势必会对铁路牵引供电系统的运行形成制约。当前高速铁路运行过程中，比较常见的模式为综合接地，但实际运行阶段对于雷击的防范能力不足，电流泄漏的几率也比较大，由于接地时电阻明显增大，导致绝缘子出现闪络情况，因此在雷电防护过程中必须要考虑到冲击接地电阻问题。

（三）地区差异导致的雷电防护问题

由于地区条件存在差异，雷电参数与土壤参数也有所不同，铁路修建过程中，需要考虑到线路与跨度之间关系，一般情况下，跨度较大，则线路较长。就铁路沿线来看，雷电参数与土壤参数的类型多样化，对于雷电袭击的实际承受能力也各有不同。针对铁路牵引供电系统来说，雷电防护设计的推进，需要就地区差异进行综合分析，以保证设计的合理性。但就实际来看，很难综合考虑各项差异，这就无法保证雷电防护措施的全面化与综合性，雷电防护的实际作用也难以得到真正有效的发挥。

四、铁路牵引供电系统雷电防护的有效措施

由于铁路线路性质存在差异，供电方法也有所不同，这就需要把握铁路性质，基于此分析客货运各线路，明确其具体供电方式，进而就雷电防护措施加以科学制定，确保与不同区间及站点的实际特色相符合。雷区的划分需要参考实际跳闸次数，将避雷针与避雷线优势进行充分发挥，降低雷电防护隐患，提高资源利用率，因地制宜确定雷电防护措施。

（一）雷击承力索和正馈线防护

在客观分析铁路实际情况后，由于铁路容易遭受到雷击，因此在铁路建设过程中对于避雷线、提升保护线、回流线等措施的选择，必须要保证专用性和可靠性，依据规范改造铁路线路，有效防护雷击承力索和正馈线，此种方式下能够有效降低直击雷袭击铁路所造成的影响，铁路损失明显降低。

（二）雷击保护线或避雷线后的过电压防护

在承力索与正馈线防护加强后，直击雷所受接触网与正馈线的防护也在方式上有所变化，主要体现在两个方面，其一是受到雷击作用，地电位有所加大，这就促进了反击雷保护的形成；其二是雷击作用下，避雷线受到一定影响，接触网和正馈线的感应雷也随之产生，进而雷电保护作用得以充分发挥。就实际情况来看，雷击电流处于特定范围内，以上述两种方式为支持，局部接地电阻存在明显变化，冲击接地电阻也会因局部接地电阻的降低而降低，也有可能表现为提升支柱与避雷器的独立接地极，雷击保护效果也较为显著。

（三）绝缘子破坏保护

在雷击作用下，绝缘子受到袭击，过电压与闪络随之产生，工频电弧的出现，会导致绝缘子严重受损，铁路运输的稳定性也无法得到保证，所产生的经济损失不可忽视。针对此种情况，需要重视绝缘子保护，防范其遭到破坏，采取可行的雷电防护措施。在绝缘子保护工作中，可从两端间隙入手进行保护，便于精准定位雷击闪络位置，准确且及时地疏导工频电弧。与此同时，为避免雷击作用烧毁绝缘子，所选择的避雷器应当带有间隙。

4. 雷电监测与差异化防雷工作

计算机信息技术的应用，促进了监测水平的提升，雷电监测整体效率也得到明显改善。基于现代化技术可构建计算机在线系统，实时化监测雷电，结合区域特征以及铁路建设单位的实际情况，保证雷电监测系统建立的科学性，在差异化区域内，就雷电参数进行综合分析，确保雷电监测系统得到良性运行，地区差异性防雷也得以顺利实现。

五、结束语

现代交通运输业快速发展，为保证公众出行安全，必须要客观分析牵引供电系统雷电防护中的不足，做好绝缘子破坏防护、雷击保护线或避雷线后的过电压防护等。在铁路建设过程中，对于牵引供电接触网所采取的雷电防护措施，需要把握铁路实际情况，坚持因地制宜的原则建设雷电防护设施，保证科学性与专业性，为铁路列车的安全运行创造条件。

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