電氣化鐵路接觸網防雷技術探析

劉慧

摘 要：電氣化鐵路憑借其速度快、牽引力大、價格低、效率高等諸多優勢，逐漸成為鐵路運輸的主流發展方向。接觸網作為電氣化鐵路核心組成部分，長時間暴露在自然環境之中，但是卻沒有進行備份。一旦防雷措施不當，就可能出現線路跳閘、絕緣子損壞，從而影響電氣化的整體運營。再加上雷擊出現的侵入波通過接觸網直接傳入牽引變電所之中，這樣就可能引發電氣設備損壞。所以，針對電氣化鐵路接觸網就需要做好相應的防雷技術，就能夠保護接觸網的供電可靠性，從而滿足變電所安全運行的要求。

關鍵詞：電氣化；鐵路；接觸網；防雷

在電氣化鐵路系統之中，接觸網成為不可或缺的部分，但是由于本身避雷線的缺失，所以，在接觸網中的避雷器數量較少，并且也是位于鋼軌之上亦或是在變壓器的線圈中點的位置之上。這樣就可以有效的防護雷電的過電壓。一旦出現事故，就會影響鐵路的運營，對于經濟建設、物質流動帶來影響，最終出現巨大的損失。

一、接觸網雷電特點

（一）雷擊一般是絕緣子部位

通過對最近幾年出現的雷擊事故的統計分析來看，容易出現雷擊事故的區域在絕緣子部位，并且其比例也達到了50%左右。如果雷電直接擊穿了絕緣子，就可能導致設備故障的出現，進而對鐵路的正常運行帶來影響。在具體的事故分析中，絕緣子部位會直接受到雷電災害事故的影響，導致絕緣子正常運作得不到保障，最終導致設備出現損壞，這樣也會影響整個接觸網的運營需求[1]。

（二）最高處容易遭受雷擊

在接觸網之中，正饋線、站場的軟橫跨承力索端部絕緣子都是容易遭遇雷擊的區域，其位置一般距離軌道有10m，針對這一部分，直接懸掛在下方，不過無法達到實際的保護需求，并且也會有雷擊事故的發生。

（三）雷擊后果引發設備燒損、老化

基于雷擊結果的具體分析，在絕緣子被擊穿的位置上還會有燒傷的情況出現，一旦時間間隔過久，還有可能會引起老化的情況。針對接觸線、承力索等設備，一旦有雷擊情況出現，就會引發斷線。對于其他設備來說，當設備受到影響之后，就會直接影響整體的運行，最終導致其無法正常的工作。

二、接觸網雷擊的案例分析

在電氣化鐵路接觸網設備中，因為雷擊出現的跳閘達到30%-60%，并且高速電氣化鐵路比率會有所提升。對于高鐵線路，因為其地處空曠地帶，很多都是高架橋的方式，其線路的兩側高大建筑物較少，所以，對于雷電而言屬于比較突出的目標。在雷暴天氣、強對流天氣中，就會出現雷擊跳閘的情況。就相關的統計顯示，在一年之內，全國的電氣化鐵路之中出現的跳閘事故達到1200余件，尤其是在山區，因為復雜的地形環境，因為雷電引發的跳閘故障率會更高[2]。

基于管內開通的高速鐵路線路為例，從正式開通以來，出現20余起雷擊引發的設備損壞事故，其占據事故的總跳閘比例的57.7%。其中，最為典型的案例包含了區間對于向下錨正饋線燒傷和正饋線對于向下錨處絕緣子閃絡，具體見圖1和圖2所示。

三、電氣化鐵路接觸網防雷的具體措施

基于上述事故的分析，基于實際線路運行情況的闡述，就需要從下述幾個方面做好接觸網防治措施的完善處理。

（一）合理利用資源，豐富雷電監測網絡

首先，作為路局、供電段、車間等，還需要建立三級網絡，盡可能通過電力、氣象等部門的合作，通過資料的定位，盡量掌握相關的規律以及實際的雷電數據。這樣就可以為沿線的雷電預警、雷電活動檢測、事故調查、數據統計等提供必要的技術平臺。

（二）裝設避雷線

避雷線的架設，也是避免絕緣子損壞以及降低基礎網雷擊跳閘概率的有效措施，對于強雷區、高雷區以及多雷區域的電氣化線路，這樣就需要考慮線路的實際條件以及防護雷電的整體要求，基于避雷線的架設為主。如，按照折角法來進行分析與計算，需要將其控制在柱頂上大約2.5m的位置，這樣可以實現重量的加大、肩架尺寸的增高、支柱上固定按照相對困難，另一方面還會影響支柱的穩定性。

（三）提升基礎網的整體接地水平

防雷的實際效果會受到接地系統好壞的直接影響，相應的部門都還需要落實防雷接地裝置的要求，確保其能夠滿足等效電阻值。另外，作為運營管理單位，還應該定期的檢查防雷措施，能夠及時的測量接地電阻的參數，一旦查找到問題，可以及時的解決。在每一年的雨季，都應該針對其接地裝置進行全面的調查分析，針對接地電阻不滿足要求的，可以適當的增加，或者是直接將接地極更換。另外，針對避雷器、架空地線、隔離開關等，都應該搭配對應的處理措施，并且重新埋設接地極，這樣才能滿足其良好接地的需求。

（四）強調線路絕緣

通過線路絕緣增加的方式，也可以滿足雷害的防治處理，其一，適當的增加基礎網之中復合絕緣子的實際應用，在絕緣子的分項與分段的時候，可以優先對復合絕緣子加以分析和考慮，避免雷擊直接擊穿絕緣子。同時，考慮到絕緣子串片數的適當增加，再配合上塔頭空間間距的增加、改用大爬距懸式絕緣子等。這樣就可以將絕緣子的絕緣性能帶來的影響進行合理的控制，同時也可以實現清掃與維護的對應處理，每一年進行2次的人工清掃與帶電水沖洗，這樣就可以隨時的清掃污染嚴重的絕緣子[3]。

（五）安裝避雷器

防雷還需要避雷器安裝的合理支持，在相同的支柱接地電阻中，避雷器的安裝，還可以滿足線路耐雷水平整體性的提升。當支柱接地電阻達到30Ω，無避雷器線路的實際耐雷水平達到12kA。等待安裝完成，可以達到24kA的要求。同時，將實際的防護范圍、安裝密度、失效條件逐一確定，就是接觸網防雷措施制定的有效前提。在運行環節，在雷雨季來臨之前，安裝管內的避雷器，開展相對應的試驗處理，如果避雷裝置運行狀態不良，就應該針對性的更換，在設備雷擊防護的前提下，全面的保護設備的基本性能。

四、結語

總而言之，隨著現代化鐵路建設的進一步加快，接觸網能夠發揮的作用也有了明顯的提升。在當前的環境條件下，一旦環境惡劣，就會直接影響其正常的運行。基于這一情況的基本分析，還需要配合上對應的防雷措施，做好雷電災害的合理防范，這樣也能達到鐵路安全運營的整體性要求。

參考文獻：

[1]樊輝.鐵路接觸網防雷技術的研究[J].中國戰略新興產業，2018（10）：22

[2]黃豐.普速鐵路接觸網防雷措施及建議分析[J].通信電源技術，2018（05）：245-246.

[3]吳曉剛.關于鐵路接觸網防雷技術的相關研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2017（11）：179-180.