高速铁路牵引供电接触网雷电防护探讨

董娜

摘要：随着我国经济的高速发展，交通运输业在近些年来发展迅速。高速铁路已成为我国基础设施中的重要组成部分，并且普及程度越来越广，高速铁路通过接触网进行供电，高速铁路牵引供电接触网的防雷保护工作是保证我国高速铁路发展，保障人们出行安全的重要内容，进一步推动我国高速铁路发展，需要在高速铁路接触网防雷保护方面予以重视，本文结合实际，对高速铁路牵引供电接触网的防雷保护进行初步探讨。

关键词：高速铁路；接触网；雷电保护

一、目前高速铁路牵引供电系统雷电保护的缺陷

在开展高速铁路接触网防雷方面，我国仍然存在许多不足之处。相较于国外成熟经验，与国外先进国家的防雷措施相比，仍然有许多需要改进的地方。因此，为了进一步保障高速铁路供电系统的运行情况，进而保证相关工作人员的工作安全，需要加强培训，不断增加相关人员的防雷知识，进而保证相关工作人员熟练掌握高速铁路牵引供电网的相关防雷保护机制，

1.直击雷的防护问题。高速铁路的牵引供电系统在电力等级上而言是35千伏。因此，在对接触网进行防雷保护设计方面，需要考虑35千伏输电线路的具体防雷情况，并紧密结合铁路接触网的实际设计规范进行，在整个接触网防雷保护中，由于没有避雷线架设，因此，需要对关键设备加装避雷器，对高架桥等主体结构重点予以保护。高架桥接触网相对于地面而言，具有110千伏架空线，因此，避雷线的缺失，使得高架桥接触网很容易受到直击雷的危害，直击雷一般会从以下几方面对高架桥接触网進行侵害，首先，是对承力索进行雷击，当雷电击中后，就会导致相应的绝缘子发生闪络情况，其次，还会对正馈线进行雷击，当正馈线受到雷击后，悬挂式绝缘子便会出现闪络，其次，还会对相关的保护线路造成雷击，这种累积则会引起两种绝缘子同时发生闪络。

2.冲击接地电阻的问题。高速铁路和普通铁路相比，具有许多突出特点。例如，在高速铁路的牵引过程中所需要的电流比普通铁路大很多，这就导致钢轨的电阻较大，以客运线为例，与钢轨电位相比，普通列车对于相关线路的建设要求更低，而高铁线路在建设过程中，由于相对电流较大，导致运行维护人员在工作过程中很容易出现触电事故，再加之绝缘老化的影响，都会对高速铁路牵引供电系统造成不利影响。因此，在发展高速铁路过程中需要紧密配合接地方式，在部分地段需要建立接地电极，并且，将接地电阻进行严格选取，高铁建设过程中遇到雷击情况，受到雷击电流的冲击影响，在有限时间内会发生电流泄漏，进而引起接地电阻超过正常值，导致绝缘子发生闪络。

3.不同地区对于接触网雷电防护有差异。不同地区由于土壤环境不同以及其他环境因素的影响，在高速铁路建设过程中，具有跨度大的特点，在铁路线上，高速铁路沿线会涉及诸多类型土壤参数，在不同参数的土壤环境下，雷击危害的程度也不同，因此，雷击防护应当具有针对性，结合当地实际环境特点，在开展雷击防护工作时，需要将差异性加以进一步考虑，使得雷击防护措施更加完善，保证雷击防护系统发挥作用。

4.雷击对接触网的影响。结合相关数据进行分析，根据我国高速铁路牵引接触网受到的雷击方式进行分析和计算，总结出以下结论，在接触网所在的地区一年内若平均累积了较多，那么接触网所受到的累积频率也会更大，通常来说，在每平方公里土地上所遭受的雷击次数与平均雷电日密切相关，雷电日数目越多，则遭受雷击的概率也会更大，与此同时，在遭受雷击时，接触网会产生过电压，遭受雷击时，电流会进一步流入接地点，在相关支柱上会产生接地过电压。电压的数值也会直接与接地电阻和接地电流的辐射值密切相关，他们的关系是成正比的。此外，雷电通道所产生的电磁场变化，也会产生电磁感应现象，出现感生电压，在感生电压不断发展过程中，会随着雷击电流的平均值而发生变化，冲击过电压相互叠加，会共同对接触网造成雷击影响。

二、高速铁路牵引供电接触网的雷电防护

为保证高速铁路正常运行，避免雷电危害，对于安全防护方面，应当予以足够重视，牵引供电接触网的防雷保障工作意义重大，相较于国外，我国牵引供电接触网的雷电防护仍然存在一定的缺陷，在很大程度上都没有十分成熟的技术，在开展相关工作时，应当严格遵守基本流程防止事故发生。

1.接触网的防雷原则。接触网的防雷，需要根据高速铁路的客运，货运不同规格进行设计，提出有针对性的具体的防卫措施，其次，还应当根据不同地域以及和不同战场的特点，对接触网防卫措施进行明确细致的规划，最后，还要将实际跳闸数据进行统计，准确区分实际跳闸，与雷区划分结合，将接触网防雷与站房防雷等结合起来，充分发挥避雷针和避雷线的防雷作用，进而防止雷击事故的发生。其次，还应当紧密结合气候环境条件和地理环境条件，对防雷措施的设计进行认真细致的研究，对结构强度以及设备材料密度等方面进行精心选择，进而保证安全同时兼顾效益。

2.防雷的具体建议。首先，对于雷电多发地段，在较为空旷的地区以及高架桥等地段，应当加强防雷保护。其次，还应当注重架设绝缘避雷针和避雷线。在架设避雷针的同时，需要根据当地情况对接触网进行分析，对雷电电流以及跳闸数据进行充分结合，分析避雷器的安装密度，并对其进行合理调节。其次，还应当掌握放电间隙。预防雷击在区间接触网的顶端架设避雷线，同时，避雷线的数目选择应当紧密结合当地雷电日，并加以数据统计分析，根据相关计算，对避雷针和避雷线的保护范围予以确定。对于支柱两侧的高压带电部分，也应当注重在顶部布置相关防雷机械，减少雷击对接触网高压部分的放电损害，与此同时，通过架设避雷线和其它绝缘保护措施和避雷针单独接地的运用，达到减少支柱直击雷和反击雷对系统造成的放电效果。

总结

综上所述，随着我国经济高速发展，高速铁路为人类出行带来极大便利的同时，也满足了人们对出行舒适便捷方面的要求，但与此同时，也对铁路方面运营的安全性提出了进一步的要求。在开展高速铁路接触网防保护方面，需要积极引进国外先进技术经验并加以整合吸收，与我国具体环境相结合，采取更为经济有效实用的防雷保护措施，从而避免铁路供电系统在运行过程中遭受雷击而导致供电中断或事故的发生，今后我国高速铁路牵引供电系统的防雷保护工作一定会有所突破，越做越好。

参考文献

[1]汪德耀.高速铁路牵引供电接触网雷电防护探讨[J].中国高新技术企业，2016，（13）.

[2]李鹏.高速铁路牵引供电接触网雷电防护策略探讨[J].现代城市轨道交通，2017，（2）.

（作者单位：宁夏中科天际防雷股份有限公司）