高速鐵路牽引供電接觸網雷電防護探討

董娜

摘要：隨著我國經濟的高速發展，交通運輸業在近些年來發展迅速。高速鐵路已成為我國基礎設施中的重要組成部分，并且普及程度越來越廣，高速鐵路通過接觸網進行供電，高速鐵路牽引供電接觸網的防雷保護工作是保證我國高速鐵路發展，保障人們出行安全的重要內容，進一步推動我國高速鐵路發展，需要在高速鐵路接觸網防雷保護方面予以重視，本文結合實際，對高速鐵路牽引供電接觸網的防雷保護進行初步探討。

關鍵詞：高速鐵路；接觸網；雷電保護

一、目前高速鐵路牽引供電系統雷電保護的缺陷

在開展高速鐵路接觸網防雷方面，我國仍然存在許多不足之處。相較于國外成熟經驗，與國外先進國家的防雷措施相比，仍然有許多需要改進的地方。因此，為了進一步保障高速鐵路供電系統的運行情況，進而保證相關工作人員的工作安全，需要加強培訓，不斷增加相關人員的防雷知識，進而保證相關工作人員熟練掌握高速鐵路牽引供電網的相關防雷保護機制，

1.直擊雷的防護問題。高速鐵路的牽引供電系統在電力等級上而言是35千伏。因此，在對接觸網進行防雷保護設計方面，需要考慮35千伏輸電線路的具體防雷情況，并緊密結合鐵路接觸網的實際設計規范進行，在整個接觸網防雷保護中，由于沒有避雷線架設，因此，需要對關鍵設備加裝避雷器，對高架橋等主體結構重點予以保護。高架橋接觸網相對于地面而言，具有110千伏架空線，因此，避雷線的缺失，使得高架橋接觸網很容易受到直擊雷的危害，直擊雷一般會從以下幾方面對高架橋接觸網進行侵害，首先，是對承力索進行雷擊，當雷電擊中后，就會導致相應的絕緣子發生閃絡情況，其次，還會對正饋線進行雷擊，當正饋線受到雷擊后，懸掛式絕緣子便會出現閃絡，其次，還會對相關的保護線路造成雷擊，這種累積則會引起兩種絕緣子同時發生閃絡。

2.沖擊接地電阻的問題。高速鐵路和普通鐵路相比，具有許多突出特點。例如，在高速鐵路的牽引過程中所需要的電流比普通鐵路大很多，這就導致鋼軌的電阻較大，以客運線為例，與鋼軌電位相比，普通列車對于相關線路的建設要求更低，而高鐵線路在建設過程中，由于相對電流較大，導致運行維護人員在工作過程中很容易出現觸電事故，再加之絕緣老化的影響，都會對高速鐵路牽引供電系統造成不利影響。因此，在發展高速鐵路過程中需要緊密配合接地方式，在部分地段需要建立接地電極，并且，將接地電阻進行嚴格選取，高鐵建設過程中遇到雷擊情況，受到雷擊電流的沖擊影響，在有限時間內會發生電流泄漏，進而引起接地電阻超過正常值，導致絕緣子發生閃絡。

3.不同地區對于接觸網雷電防護有差異。不同地區由于土壤環境不同以及其他環境因素的影響，在高速鐵路建設過程中，具有跨度大的特點，在鐵路線上，高速鐵路沿線會涉及諸多類型土壤參數，在不同參數的土壤環境下，雷擊危害的程度也不同，因此，雷擊防護應當具有針對性，結合當地實際環境特點，在開展雷擊防護工作時，需要將差異性加以進一步考慮，使得雷擊防護措施更加完善，保證雷擊防護系統發揮作用。

4.雷擊對接觸網的影響。結合相關數據進行分析，根據我國高速鐵路牽引接觸網受到的雷擊方式進行分析和計算，總結出以下結論，在接觸網所在的地區一年內若平均累積了較多，那么接觸網所受到的累積頻率也會更大，通常來說，在每平方公里土地上所遭受的雷擊次數與平均雷電日密切相關，雷電日數目越多，則遭受雷擊的概率也會更大，與此同時，在遭受雷擊時，接觸網會產生過電壓，遭受雷擊時，電流會進一步流入接地點，在相關支柱上會產生接地過電壓。電壓的數值也會直接與接地電阻和接地電流的輻射值密切相關，他們的關系是成正比的。此外，雷電通道所產生的電磁場變化，也會產生電磁感應現象，出現感生電壓，在感生電壓不斷發展過程中，會隨著雷擊電流的平均值而發生變化，沖擊過電壓相互疊加，會共同對接觸網造成雷擊影響。

二、高速鐵路牽引供電接觸網的雷電防護

為保證高速鐵路正常運行，避免雷電危害，對于安全防護方面，應當予以足夠重視，牽引供電接觸網的防雷保障工作意義重大，相較于國外，我國牽引供電接觸網的雷電防護仍然存在一定的缺陷，在很大程度上都沒有十分成熟的技術，在開展相關工作時，應當嚴格遵守基本流程防止事故發生。

1.接觸網的防雷原則。接觸網的防雷，需要根據高速鐵路的客運，貨運不同規格進行設計，提出有針對性的具體的防衛措施，其次，還應當根據不同地域以及和不同戰場的特點，對接觸網防衛措施進行明確細致的規劃，最后，還要將實際跳閘數據進行統計，準確區分實際跳閘，與雷區劃分結合，將接觸網防雷與站房防雷等結合起來，充分發揮避雷針和避雷線的防雷作用，進而防止雷擊事故的發生。其次，還應當緊密結合氣候環境條件和地理環境條件，對防雷措施的設計進行認真細致的研究，對結構強度以及設備材料密度等方面進行精心選擇，進而保證安全同時兼顧效益。

2.防雷的具體建議。首先，對于雷電多發地段，在較為空曠的地區以及高架橋等地段，應當加強防雷保護。其次，還應當注重架設絕緣避雷針和避雷線。在架設避雷針的同時，需要根據當地情況對接觸網進行分析，對雷電電流以及跳閘數據進行充分結合，分析避雷器的安裝密度，并對其進行合理調節。其次，還應當掌握放電間隙。預防雷擊在區間接觸網的頂端架設避雷線，同時，避雷線的數目選擇應當緊密結合當地雷電日，并加以數據統計分析，根據相關計算，對避雷針和避雷線的保護范圍予以確定。對于支柱兩側的高壓帶電部分，也應當注重在頂部布置相關防雷機械，減少雷擊對接觸網高壓部分的放電損害，與此同時，通過架設避雷線和其它絕緣保護措施和避雷針單獨接地的運用，達到減少支柱直擊雷和反擊雷對系統造成的放電效果。

總結

綜上所述，隨著我國經濟高速發展，高速鐵路為人類出行帶來極大便利的同時，也滿足了人們對出行舒適便捷方面的要求，但與此同時，也對鐵路方面運營的安全性提出了進一步的要求。在開展高速鐵路接觸網防保護方面，需要積極引進國外先進技術經驗并加以整合吸收，與我國具體環境相結合，采取更為經濟有效實用的防雷保護措施，從而避免鐵路供電系統在運行過程中遭受雷擊而導致供電中斷或事故的發生，今后我國高速鐵路牽引供電系統的防雷保護工作一定會有所突破，越做越好。

參考文獻

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（作者單位：寧夏中科天際防雷股份有限公司）