刍议高速铁路牵引供电接触网雷电防护措施

康佳

摘 要：随着我国经济实力的不断提升，铁路得到了迅猛发展。这不仅方便了人们出行，还带动了地区经济的发展，铁路的相关技术作为高新科技率先走出国门。但是，铁路中的部分技术问题仍有待解决。就高速铁路牵引供电接触网的雷电防护问题，阐述了防雷电的现状和具体防护措施。

关键词：高速铁路；牵引供电接触网；雷电防护；措施

中图分类号：TM862+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0044-01

目前，我国铁路的最高运营速度达到了350 km/h，运营里程已经突破10 000 km，超过世界其他国家高速铁路总里程的总和，在我国交通运输业的地位变得更加重要。因此，如何保证铁路运输的安全性成为亟待解决的重要课题，特别是高速铁路牵引供电接触网的雷电防护措施更是重中之重。

1 我国高速铁路防雷设计原则

根据铁路运行安全指标的要求，将牵引供电接触网雷电防护定义为：依据《铁路电力牵引供电设计规范》（TB 10009—2005）和《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设〔2007〕39号），将每年雷电日的数量划分为少雷区，年平均雷电日在20 d以下的地区（含20 d）；多雷区，年平均雷电日在20～40 d的地区（不含20 d）；高雷区，年平均雷电日40～60 d的地区（不含60 d）；强雷区，年平均雷电日在60 d以上的地区（含60 d）。

2 受到雷击方式的分析和计算

分析和计算雷击方式时要遵循一个原则，即年平均雷电日比较多的地区，其遭受雷击的频度也就越大，一般情况下遭受雷击次数与年平均雷电日数成正比关系。由此可进行推算：当接触网的侧面限界为3 m，承力索距离轨面的平均高度为7 m时，单线接触网遭受雷击次数为：

N=0.122×Td×1.3. （1）

复线接触网遭受雷击次数为：

N=0.244×Td×1.3. （2）

式（1）（2）中：Td——年平均雷电日数，d。

当接触网和支柱受到雷电击时，除入地外主要产生过电压。其电压值大小，与接地电阻、雷电流幅值等有关。此外，雷电通道产生的磁场与雷电流磁场产生相反的感应电压，且与雷电流平均值和导线的高度成正比。而接触网支柱的接地电阻的大小，也决定了冲击过电压和感应过电压的叠加值。在一般情况下，接地电阻越高，叠加值也就越大。因此，当遭受雷击时产生过电压，且过电压达到了接触网所支持的绝缘子冲击放电电压时，就会形成绝缘子闪络，而雷电流就会经支柱、接地线和钢轨等部位入地，过电压也会随之降低。

3 牵引供电接触网雷电防护措施

为了有效保障高速铁路运输的良好运行，避免因雷电天气引起的安全隐患，采取牵引供电接触网雷电防护措施是很有必要的。但是，我国在牵引供电接触网雷电的防护方面与发达国家仍有较大差距，在某些方面的技术相当不成熟，需要遵循基本的原则和方法，才能有效避免事故的发生。

3.1 接触网防雷措施的原则

具体原则分为以下几个方面：①根据高速铁路客运专线和客、货混线线路不同的供电方式，分别制订防雷原则和措施；②根据区间与站场的不同特点确定接触网防雷措施；③将实际跳闸统计数据和雷区划分相结合；④将站场接触网与站房等防雷措施相结合；⑤将避雷针、避雷线等不同接闪器优势互补、互相结合；⑥因地制宜，根据不同气候、地理等自然条件，设计防雷设施的密度和强度，做到安全和效益兼顾。

3.2 高速铁路客运专线的防雷建议

具体建议分为以下几点：①在多雷电地区、空旷的平原及高架桥段做重点防雷电措施；②在架设绝缘避雷线、避雷针等柱外防雷措施的同时，按照接触网所在区域的雷电强度和跳闸统计数据，适当加大避雷器的密度，并结合放电间隙进行预防直击雷；③区间接触网采用接触网支柱顶端架设避雷线，多雷区段加设避雷针；④根据计算确定避雷线、避雷针的防雷有效范围；⑤柱顶布置可同时对支柱两侧的高压带电部分起到防雷作用，大量减少直击雷对接触网高压部分的放电；⑥如果采用绝缘架设避雷线、避雷针并单独接地，可减少支柱直击雷和反击雷对接触网高压部分的放电，减少变电所的雷击跳闸次数；⑦柱顶架设避雷线、避雷针的支柱和信号设备距离应小于15 m区段，该支柱顶避雷线应加装绝缘子，并且相邻支柱顶加避雷针设单独接地；⑧站场接触网防雷应结合房屋建筑防雷措施，可在站场咽喉区设单柱式避雷针。

4 结束语

随着我国综合国力的提升，高速铁路作为国家政策扶持的重点项目，得到了迅猛发展，满足了经济发展和人们出行的需求，改变了人们的生活。但是，我国高速铁路牵引供电接触网雷电防护还需要继续发展和提高，才能更好地保证乘客的生命和财产安全。

参考文献

[1]曹晓斌，熊万亮，吴广宁，等.接触网引雷范围划分及跳闸率的计算方法[J].高电压技术，2013，39（6）：1515-1521.

[2]边凯，陈维江，沈海滨，等.高速铁路牵引供电接触网用带间隙避雷器的研制[J].中国电机工程学报，2013，33（10）：200-209.

[3]铁道部.铁集成〔2006〕220号客运专线综合接地技术实施办法（暂行）[M].北京：中国铁道出版社，2006.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： With Chinas rising economic power， railways have been developing rapidly. This is not only convenient for people to travel， but also led to the regions economic development， railway-related technology as a high-tech lead out of the country. However， the part of the railway technical issues remains to be resolved. The high-speed railway traction power supply catenary lightning protection issues described the current situation and specific lightning protection measures.

Key words： high-speed rail； traction power supply catenary； lightning protection； measures