高速铁路接触网防雷技术探讨

摘 要：电气化铁路凭借其较大的牵引力大、较快的速度快以及较低的能耗等优势渐渐发展成铁路运输的主要趋势。接触网是电气化铁路最为主要的构成环节，其大多数均暴露在自然環境之中同时并未进而备份。完善好接触网的防雷工作，对于增强高速铁路的安全运输与行驶效率有着极为重要的意义。

关键词：高速铁路；接触网；防雷技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.223

1 前言

我们国家的高速铁路“横跨东西、纵贯南北”，所经过区域的地理环境完全不同，情况繁琐多变，特别是高速铁路大都运用高架桥的模式，接触网变成了较小范围内的相对高点，致使其遭遇雷电灾害的可能性非常之大，若遭受雷电灾害便会导致线路跳闸、绝缘闪络断裂等其它恶性的事故，更为严重的还会造成列车的停止，对于高速铁路的运输产生了非常大的消极影响。所以，接触网防雷措施的运用是达到高速铁路平稳、安全以及持续供电的主要环节。

2 接触网概述

接触网是在电气化的铁道里面，顺着钢轨上方呈“之”字形架立的，为受电弓提供电流的高压输电线。接触网为铁路电气化的主要构架，是顺着铁路线上方所构建的为电力机提供电力的独特模式的线路。其主要是由支持设施、接触悬挂以及定位设施等其它装置所构成的。 接触网大致涵盖了以下几个方面的内容：基础性的元件，例如：钢柱、水泥支柱以及支撑上述结构物的基础；接触网导线，其具体功能便是向电力机车传递电流；其它的辅助性元件，涵盖附加悬挂、回流线等。

接触网是为电气化铁路牵引提供电力的设施。接触网最重要的作用便是对于铁路线中行驶的机车组提供持续性的电源。然而接触网与普通性的输电线路对比有着非常大的差距，接触网必须架设在铁路沿线的正上空，唯有如此动车组才可以经过上方的受电弓与接触网之间的触碰才可以获得相应的电能。

3 雷电对接触网造成的危害

雷电是一个非常严重的自然灾害，能够造成森林火灾、人畜伤亡以及毁坏建筑等其它危害，每年所造成的直接性经济损失均在10亿元以上，间接性的经济损失跟我给严重。雷击同样是对电网安全造成影响的主要因素，根据相关数据可知，发达国家每个年份中所出现的电力安全问题有1/3～2/3均是因为雷电所造成的。

因为接触网绝大部分均是暴露在自然环境之中同时无需运用过电压保护技术实施维护与备用的装置。若接触网缺乏相应的维护方式，极易造成绝缘子破损而造成线路跳闸，从而对于高速铁路的营运造成巨大的消极影响。从2011年12月份所收集的数据可知，京沪高铁由于接触网遭受雷击所造成的跳闸事件便有204件。全部的雷击跳闸均可以再次的重合，并未对正常行驶产生影响。然而因为雷击所引起的绝缘子的破损对于铁路运输的安全有着巨大的影响，并且在一定程度上增强了维护的工作量。我们能够由“7·23”动车追尾事故中了解到，由于雷击所造成的信号设施失灵与信号灯错误的显示，最终造成了动车追尾。

4 高速铁路接触网防雷技术

4.1 运用合成绝缘子

当前，高速铁路输配电线路里面所运用的绝缘子主要有玻璃绝缘子、瓷绝缘子以及合成硅橡胶绝缘子，从抗烧蚀性能层面而言合成绝缘子具备非常强的技术优势。在合成绝缘子被工频电弧灼烧侵蚀的时候，硅橡胶由于温度的提升被分解为气体，使得电弧脱离绝缘子的外表。除此之外，硅橡胶本身在部分升温之后并不会立即炸开，有助于线路绝缘的逐渐回复。合成绝缘子在烧蚀之后并未完全脱落，并且具备相应的绝缘性能，线路具有再次合闸的因素。绝缘的全部缺失，线路没有再次合闸的基础性条件。

合成绝缘子即使具备与瓷绝缘子相比更加强的抗烧蚀性能，然而工频续流电弧依然对它具备相应的破坏作用。在工频电化烧蚀之后，硅橡胶原料的成分出现了改变，材料里面遇热便会不断分解的成分逐渐挥发出去，外表有着一层氢氧化铝，这个时候绝缘子自身的增水性与抗污性已非常之弱，被烧蚀的那部分非常容易在后期运行环节里面老化、脱落、损坏等，对线路的安全产生较大的影响。

4.2 安装架空避雷线

安装架空避雷线能够避免对雷电流与直击雷实施分流，尽可能的减少流至杆塔中的电流量，使得塔顶的电位不断降低；对于导线耦合，削弱导线中感应过电压，对于输电线路有着非常好的防护作用。避雷线所具有的防护功能便是将雷电吸引到自身之中，同时引导雷电流至大地之中。

4.3 安装避雷器

在接触网中加装避雷器主要有以下几个方面的优势：1）避雷器的体积相对较小、重量较轻，装于目前所具备的接触网中并不会增多支柱的承重。2）避雷器的架构相对紧凑、易于安装。3）避雷器的防护水平和接触网的绝缘水平能够非常很好的搭配，同时负、正极性的分散性均非常之低。

4.4 降低接地电阻

铁路周围土壤的电阻率均相对较大，难以制造较低电阻的地网，同时需要耗费非常的费用。对于削弱接地电阻的相关问题，其运用的措施主要有：提升地网的面积、增加垂直的接地体、采取降阻剂、分散的接触网支柱设立单独的接地极等等。能够按照现实状况针对支柱接地实施监管，使得其接地电阻一直处在所限定的范围内。

5 结语

高速铁路的接触网体系不管运用何种方式均无法实现绝对性的防雷目标，唯有按照具体的线路进行相应的研究，以降低由于雷电造成故障的可能性又或是跳闸率。在高架桥、高地以及其它主要枢纽的线路需要高度重视接触网系统的安全性，能高运用沿路安全架空避雷线、加装避雷器以及增高保护线PW线等其它的防护方式；在平原地区、偏远区域等，需要由安全与经济两个层面考虑，宜运用安装避雷器、增高保护线PW线的防护技术，以上两个状况均需要完善好避雷设备的接地工作，以保证雷电流可以成功的流入到大地之中。

参考文献：

[1]邵立，王国梁，白裔峰.高速铁路接触网防雷措施及建议[J].铁道工程学报，2012（10）：80-83.

[2]于万聚.交流电气化铁道接触网设计基础[M].北京：中国铁道出版社，1980.

作者简介：伍婧（1982-），女，四川人，本科，工程师，主要研究方向：铁道电气化。