淺析鐵路牽引供電系統防雷技術研究與建議

摘 要：近年來，隨著我國鐵路行業的飛速發展，人們對于鐵路的安全性也提出了更高的要求，而牽引供電系統對于鐵路的安全性更是具有直接的影響。一旦牽引供電系統發生故障，將嚴重影響鐵路的正常運行。雷擊事故作為鐵路正常運行的常見且主要安全事故，加強鐵路牽引供電系統防雷技術的研究，對于預防此類事故的發生，確保鐵路安全正常運行具有重要價值和意義。

關鍵詞：鐵路;牽引供電系統;防雷技術

1引言

一直以來，我國在鐵路牽引供電系統防雷技術方面的研究力度和強度都沒有停滯過。這主要是由于鐵路牽引供電系統防雷技術對于鐵路安全和發展具有重要影響。有學者對鐵路牽引供電系統在缺乏避雷線的情況下展開了研究，研究結果表明，此種情況下，雷電特性主要表現為雷擊次數翻倍增長，與此同時，在高架橋平均高度達到一定數值后，感應電壓會非常小，進而引發鐵路安全事故。然而，近年來，隨著我國鐵路建設規模的不斷擴大，也伴隨高架橋高度的不斷增高，感應雷以及直擊雷所引發的絕緣閃絡次數也呈現出快速增長的趨勢。因此，鐵路牽引供電系統防雷技術研究力度和強度還應不斷加強。

2鐵路牽引供電系統防雷體系相關理論概述

2.1防雷體系概念

鐵路牽引供電設備主要包括變電設備、接觸網設備以及遠動系統設備。其中，變電設備主要包括變電所、開閉所以及分區所三種。鐵路牽引供電設備的作用是確保不間斷行車可靠性供電，也就是說，鐵路牽引供電能力只有在與線路運輸能力相匹配時，方能滿足列車密度、運行速度以及重量的具體要求。現階段，盡管我國變電所的防雷技術已經相對比較完善，但在安裝避雷裝置方面，卻僅在一些關鍵部位進行了安裝，如隧道口兩端以及線路變電所的入口等。鐵路一般常用高架橋的方式跨越谷地或者河流。而高架橋上的接觸網支柱卻均是通過橋墩內部的鋼筋結構接地等，也就是說，在此種情況下，接地電阻存在一定的不合格，進而出現絕緣閃絡。由此可見，避雷設施還應安裝在高架橋的兩端。

2.2防雷體系的重要性

鐵路牽引供電系統在鐵路運行過程中發揮著至關重要的作用，如果供電系統遭受雷擊，輕則致使列車斷電，重則發生列車事故，甚至還可能會造成人員傷亡的嚴重后果。從歷史數據上來看，列車因雷擊而發生的事故不勝枚舉，因供電系統遭受雷擊而造成的間接經濟損失也無可估量，因此在鐵路牽引供電系統中防雷體系的構建尤為重要。

3現階段我國鐵路牽引供電系統防雷體系存在的問題

3.1在直擊雷防護方面欠缺全面考慮

目前，變電所和牽引網共同構成了我國鐵路牽引供電系統。兩者的防雷擊技術已經成熟，但是后者對于直擊雷的防護措施還有待進一步研究與實現。牽引網在設計過程中沒有考慮到避雷針與接觸網防雷線的連接作用，致使牽引網系統中防直擊雷的效果不好。另外在變電所設計過程中，雖然選擇了避雷針，但也僅僅將避雷針安置在了變電所的幾處關鍵位置，不能全面的進行直擊雷防護。

3.2在沖擊接地電阻方面欠缺考慮

高速鐵路不同于普通鐵路，其特點是快速絕緣老化、牽引電流大以及鋼軌泄漏電阻大，這些特點參數直接影響著鐵路牽引供電系統的正常工作。現如今，綜合性接地方式是我國鐵路接地方式的首選措施，綜合性接地方式的特點是對雷擊事件較為敏感，一旦鐵路遭受到雷擊則會導致鐵路的接地電阻過高，即使泄漏一小部分也會出現絕緣子閃絡的現象出現。

3.3在雷電防護不同需求方面欠缺考慮

我國國土面積居世界第三，浩瀚的地域呈現出不同的地理特征，這就給鐵路牽引供電系統防雷技術設計帶來了困難。在進行防雷設計時首先要分析不同地域的氣候特點和雷電參數，再依據這兩方面的特征進行有針對性的防雷系統設計，保證高鐵在運行過程中能夠應對各種突發的雷擊事件。另外，當發生雷擊事件時，防雷系統應能夠進行自我調整和處理，當系統處理不了時允許將處理權限交由人為操作，增加防雷系統的靈活性。但是目前看來，我國鐵路牽引供電系統防雷設計還沒有充分考慮到上述問題，無法做到全面的雷擊防護。

4優化鐵路牽引供電系統防雷技術的幾點建議

4.1絕緣子永久性破壞的保護方法

雷擊事件發生后絕緣子有可能會被永久性破壞，這是因為絕緣子在遭受雷擊時，它的電壓一定會產生閃絡現象，絕緣子閃絡以后，它的工頻就會被逐一燒毀，最后工頻完全被破壞后絕緣子也就被永久破壞了。因此，如何在鐵路牽引供電防雷系統中解決絕緣子保護的問題是系統的核心問題，其重要性不言而喻。一般而言，系統經常采用如下方法對絕緣子進行保護，即在水平絕緣子和懸式絕緣子兩端加裝保護間隙，或者采用避雷針安插保護間隙的方法，這樣一來就可以準確及時的定位雷擊閃絡，當雷擊閃絡發生時系統可以立刻對工頻電弧進行有效疏導，最終起到保護絕緣子的作用。當然，這種保護方式也有其弊端，即雷擊時會發生跳閘的現象，導致整個牽引供電防雷系統失效。

4.2注重雷電監測實行差異化防雷

防雷系統中的“防”指的是預防，也就是說系統要在雷擊發生之前進行預警，要想達到這一目的，首先就要保證整個系統的自動化控制，其次要保證系統能夠進行實時監測。防雷系統的自動化控制技術可以由計算機系統來完成;實時監測需要物聯網系統來完成，其中傳感器的適用性和準確性是系統的關鍵。因此，需要采用差異化且具有針對性的防護措施對不同地域的實際情況進行系統部署。最后還要在雷電參數等方面對直擊雷和感應雷進行差異化設計。

5結語

綜上所述，鐵路牽引供電系統的安全性以及可靠性是至關重要的，不僅關系到鐵路的正常運行，還關系到鐵路行業的發展，更關系到人們的生命安全。因此，在深入了解和掌握防雷體系概念的基礎上，充分認識防雷體系的重要性，對于增強防雷意識是非常必要的。另外，針對現階段我國鐵路牽引供電系統防雷體系存在的問題，從正饋線與承力索的防雷技術設計方面、雷擊保護線與避雷線過電壓防護設計方面、絕緣子永久性破壞的保護方法以及注重雷電監測實行差異化防雷方面等提出優化鐵路牽引供電系統防雷技術建議，對于提高鐵路牽引供電系統的防雷能力，增強鐵路安全運行等是具有重要影響的。因此，未來還應繼續加強這方面的研究深度。

參考文獻：

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[2]周福利.高速鐵路牽引供電接觸網防雷技術研究[J].商品與質量，2017，31（11）：34-35.

作者簡介：

金麗斯，女，19820408，碩士，哈爾濱鐵道職業技術學院