武廣高鐵(廣東段)牽引供電系統防雷體系及改進

白曉明(廣深鐵路股份有限公司廣州供電段 廣東 廣州 510030)

引言:隨著近年來我國高速鐵路的快速發展，我們對高速鐵路的安全、可靠運行，以及高鐵系統的穩定性要求在不斷提高。

武廣高鐵(廣東段)位于廣東省境內，屬于較易發生雷擊災害的地區，其牽引供電系統一旦遭受雷擊將會引起設備的損壞，有可能對旅客的人身安全造成嚴重的威脅。因此，對該區段高速鐵路牽引供電系統的防雷工作進行總結和改進，是我們當前工作的一個重點。

1 武廣高鐵(廣東段)受雷擊影響情況及雷擊跳閘規律

1．1武廣高鐵(廣東段)受雷擊影響情況。武廣高鐵(廣東段)所在地區的年最高雷暴日達到90天以上，平均落雷密度高，屬于強雷區。自2009年12月26日開通，截至2015年6月已開通運營了5年的時間，累計跳閘433次。在開通初期，由于設備自身缺陷和安裝工藝標準把控不嚴，由于供電設備故障造成的跳閘次數較多。但后期在多次的整治下，設備運行趨于穩定，然而由于雷擊造成的設備跳閘依然處于一個較高的水平(見圖1)，僅在2014年一年武廣高鐵雷擊導致的跳閘次數占了全年跳閘次數的77．78%。

同時根據統計的數據分析，由于每年的氣候狀況差異，雷擊跳閘次數也隨之變化，但每年總體處在固定水平上下波動。武廣高鐵(廣東段)每年因雷擊造成的跳閘次數維持在50至60次左右。

武廣高鐵(廣東段)自開通以來的跳閘數據中，由于雷擊造成的跳閘占總跳閘次數的比例高達64%。因此，雷擊是造成該區段牽引供電跳閘的主要原因。

2 武廣高鐵(廣東段)供電系統現有防雷系統及不足

2．1武廣高鐵(廣東段)現有防雷系統。武廣高速鐵路供電方式主要采用自耦變壓器供電方式，其牽引供電系統由變電所(包括分區所、AT所、開閉所等)和接觸網組成，變電所的防雷技術較成熟。接觸網一開始絕大部分沒有采用直擊雷防護措施，即在線路上未安裝避雷線和避雷針，僅在線路的一些關鍵部位裝設了避雷器，如隧道口、變電所入口、長大橋梁兩端等。隨著雷擊跳閘的居高不下，近些年也開始了對沿線進行增設避雷線的改造。

2．2武廣高鐵(廣東段)現有防雷系統不足。

防護直擊雷的考慮不足

武廣高速鐵路接觸網防雷設計主要參考電力系統35KV輸電線路和普速鐵路接觸網規范，幾乎全線不架設避雷線，僅在部分關鍵設備處增加避雷器。

武廣高速鐵路高架橋的所占的比例很大，鐵路橋梁占線路總長的42．14%［3］。現有的高速鐵路高架橋根據地形的情況距離地面的高度并不一致，但距地面最高的處所可與電力系統的110KV架空線路對地高度相同，由于設計中不含避雷線，因此接觸網系統遭到直擊雷的概率很高。

3 現有防雷主要措施及改進

3．1沿線架設避雷線。當接觸網附近地面遭受雷擊時，雷電流將會在導線中產生很強的感應過電壓。如若有避雷線存在時，由于避雷線與接觸網導線之間的耦合作用，可以減小絕緣子承受的感應電壓。在一定程度上，避雷線不僅起到了有效降低接觸網遭受直擊雷的概率，而且也起到了降低絕緣子因感應過電壓而擊穿閃絡的概率。

3．2降低接地系統的接地電阻。采用支柱單獨打接地極或者與沿線貫通地線相連接的方式降低支柱的接地電阻，可以提高線路的耐雷水平，減少雷擊桿塔或避雷線后引起的絕緣閃絡。

3．3防雷改進措施。可采取在武廣高鐵的沿線增設避雷線的方式對該區段的防雷工作進行改進。根據武廣高鐵(廣東段)的防雷改造過程，通過在老唐屋牽引變電所213、214供電臂以及花都至廣州南區間采取了增設架空地線(避雷線)的防雷改造，效果顯著，雷擊次數明顯減少。

在此基礎上，根據避雷線防雷的良好效果，可采用抬高PW保護線或者回流線以兼做避雷線的方式對該區段進行防雷改造，該方案已在江湛線的設計中進行了論證，同時在其他線路也有相應的使用，在降低改造費用的同時也能提高的線路的耐雷水平。

4 結論

1)分析了武廣高鐵(廣東段)自開通以來牽引供電系統受雷擊影響情況和雷擊跳閘規律，確定造成該區段跳閘的主要原因是由于雷擊影響。

2)分析了當前武廣高鐵(廣東段)供電系統現有防雷系統及不足，包括對以高架橋為主的鐵路沿線直擊雷危害及防護考慮不足，以及對不同區段的防雷措施的針對性考慮不足。