电气化铁道接触网防雷研究与改造研究

王应永(成都铁路局重庆供电段，400053)

电气化铁道接触网防雷研究与改造研究

王应永
(成都铁路局重庆供电段，400053)

电气化铁道接触网防雷作为铁路正常安全运行不可或缺的重要保障手段之一，对维持铁道长期稳定可靠运行具有重要的意义。为进一步提高电气化铁道接触网防雷技术水平，强化接触网防雷效果，本文对我国的电气化铁道接触网防雷现状进行了一定分析，并提出了几点电气化铁道接触网防雷改造措施，最后结合工程实际进一步说明了铁道接触网防雷改造的具体方向。

接触网；电气化铁道；防雷；改造

前言：在电气化铁道建设中，接触网是铁道沿线上为机车提供运行所需电能的特殊输电线路，主要用于完成变电所降压电流的牵引。由于接触网大面积暴露在外，易受雷击袭击，引发绝缘闪络或线路跳闸等事故，且随着铁道接触网防雷需求的不断转变与防雷技术的不断发展，电气化铁道接触网防雷也需要进行不断的改造，因而改造电气化铁道接触网防雷，减少接触网雷击现象发生十分重要。

1.电气化铁道接触网防雷现状研究

伴随交通设施建设规模的不断扩大，现阶段我国电气化铁道线路已有几十万千米长，接触网发生雷击概率大，由此所造成的经济损失也是巨大的。电气化铁道接触网防雷越来越受到国家与社会各界的重视，越来越多的防雷装置、防雷措施被应用到铁道接触网防雷当中，且接触网防雷改造步伐逐渐加快。当前，我国电气化铁道接触网防雷所用避雷装置主要有管型避雷器、氧化锌避雷器、角隙避雷器等。虽然这些避雷器都能在一定程度上起到防雷作用，但同时也都存在着一定的缺陷和局限，随着接触网防雷要求的逐渐提高，已难以满足这种需求[1]。如角隙避雷器，虽调整灵活便捷，但必须要保证角隙上不能有任何异物，否则就会引发放电现象，烧毁避雷器。氧化锌避雷器虽然应用很广，但寿命短、易损耗。整体来看，我国电气化铁道接触网防雷在技术上和避雷装置上都存在较多的缺陷。

2.电气化铁道接触网防雷改造措施

2.1 引进先进避雷装置与避雷检测技术

按照国家有关暂行规定办法，根据电气化铁道所在地区雷电日数量级，对电气化铁道接触网现有避雷检测技术和避雷装置进行革新，对那些相对滞后的、难以满足现代铁道接触网防雷需求的装置与技术进行革除，加大资金投入，引进先进避雷装置和避雷检测技术。若电气化铁道位于强雷区，则需要对避雷线进行独立设置，且避雷线保护角应严格控制在45°以内。在变压器边缘区域安装避雷装置，避免线路遭受雷击直接袭击，在铁道隧道部分两端、接触网与AF线连接处、分相部位及其他关键部位安装避雷装置，如避雷针等[2]。安装好先进避雷装置之后，还需要对各种避雷装置进行运行维护与检测，监控各避雷装置运行状态，以便发生故障时可以得到及时有效的处理，确保避雷装置可以正常发挥防雷作用。例如，引进避雷器在线监测系统、避雷器在线检测器等。利用这些先进有效的检测技术、检测设备对电气化铁道接触网各种防雷装置进行全面细致的检测，记录好避雷器放电次数等参数，掌握避雷器运行情况，保障避雷器正常稳定运行。

2.2 合理铺设架空接地线等保护线

对于电气化铁道接触网的防雷改造，架设保护线是十分重要的一个环节。因为安装避雷器并不能保证整个接触网都处于保护范围之内，还需要架设接地线等保护线路，合理设置架空地线接地点，使整个接触网全线防雷得到进一步优化。按照国家出台的《铁路电力牵引电设计规范》内容要求，架空地线接地点与保护线应设置在铁路沿线地带，但由于地理位置、地理环境的不同，具体的设置位置还需要依据接地间距、接触网结构通过精确的计算来确定[3]。只有确保保护线与架空地线接地点位置设置合理，才能在接触网发生雷击或出现电流短路故障时，通过保护线和架空地线接地点顺利及时穿过短路电流，从而保障接触网正常工作时的电流顺利输送到目标位置。这种设置保护线的防雷改造措施，不仅操作方便，成本低廉，而且起到的防雷效果显著，可以在电气化铁道接触网防雷改造工程中大范围推广应用开来。

2.3 安装避雷装置失效恢复系统

在电气化铁道接触网防雷装置长期运行过程中，不可避免的会出现一些避雷装置防雷失效情况，若避雷装置防雷失效得到不到及时的恢复，无疑会给接触网遭受雷击埋下安全隐患。因而在电气化铁道接触网防雷改造工程中，安装避雷装置失效恢复系统是必须采取的一项重要措施[4]。针对铁道线路长、避雷装置数量多且整体较为分散的特点，若单纯依靠人工抢修方式对铁道接触网雷击事故进行维修，不仅效率低而且危险系数高，而安装避雷装置失效恢复系统则可以有效弥补人工抢修方式带来的不足。在避雷装置失效恢复系统的运行下，失效的避雷装置可以及时被隔离起来，从而很好的保护其他避雷装置免受故障影响，进而保障接触网输电线路正常持续运行。

3.电气化铁道接触网防雷改造案例

我国首次建成的客货混运胶新铁路全线长300多米左右，时速约100公里，属于一级半自动封闭铁路，位于山东省和江苏省境内。2007年，山东电网雷电监测系统建成，为胶新铁路接触网防雷改造项目的实施积累了大量数据。近几年，山东省境内胶新铁路横跨的多个城市均发生过较多雷击事故，其中青岛、威海、济宁、潍坊等城市是雷击高发区。为满足铁路运输要求，该铁路接触网绝缘水平有了逐渐提高，防污棒式绝缘子雷电冲击耐压等级也达到了300kv，但牵引变电所是防雷中的薄弱环节，需要进一步的加强。由此，胶新铁路开始实施接触网防雷改造项目。

综合山东省东南部各城市雷击发生情况，雷电流值、电流波形、地形地貌等各种因素分析，胶新铁路接触网防雷改造具体可以从几个方面来进行，即降低接地电阻、安装雷电定位系统，适当增加避雷器数量和架设架空地线等[5]。位于山东东南部的胶新铁路接触网防雷可以采用雷电定位系统对接触网运行进行实时监

测，该系统是一种新型雷电测量技术，融合了遥感技术、地理信息技术和全球卫星定位技术等多种先进测量技术，具有监测面积广，测量准确性高等优点，可以很好的保证电力机车安全运行。架设架空地线也是一种很好的防雷措施，胶新铁路在山东雷击高发区应将回流线路改造成架空地线，采用柱顶方式进行架设，安全垂直距离应不小于2m。经改造后雷击事故次数统计发现，较之改造前，该铁路雷击现象发生频率大大减小，雷击造成的损失也得到了有效的控制。

总结：综上所述，随着电气化铁道线路建设规模的不断扩大，接触网防雷要求也会变得更高，因此我国需要加快电气化铁道接触网防雷改造，在引进先进避雷装置与避雷器检测技术的同时，加大国内防雷技术研究力度，努力克服现有防雷装置存在的各种缺陷，将电气化铁道接触网全面保护起来，尽可能减小接触网雷击事故发生，为我国铁道正常平稳运营提供安全环境。

[1]刘琪. 高路基胶新铁路电气化改造接触网防雷措施浅析[J]. 科技致富向导,2013,14:194-196.

[2]陈甫康. 京广高铁广东段接触网防雷现状及改进措施[D].中国铁道科学研究院,2014.

[3]郑学贤. 高速铁路接触网ATP建模及防雷保护研究[D].华东交通大学,2013.

[4]曹晓斌,熊万亮,吴广宁,李瑞芳,周利军. 接触网引雷范围划分及跳闸率的计算方法[J]. 高电压技术,2013,06:1515-1521.

[5]杨世武. 高铁和重载条件下电气化铁道干扰对室外信号影响研究[D].北京交通大学,2014.

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1007-6344（2016）04-0059-01