武广高铁(广东段)牵引供电系统防雷体系及改进

白晓明(广深铁路股份有限公司广州供电段 广东 广州 510030)

引言:随着近年来我国高速铁路的快速发展，我们对高速铁路的安全、可靠运行，以及高铁系统的稳定性要求在不断提高。

武广高铁(广东段)位于广东省境内，属于较易发生雷击灾害的地区，其牵引供电系统一旦遭受雷击将会引起设备的损坏，有可能对旅客的人身安全造成严重的威胁。因此，对该区段高速铁路牵引供电系统的防雷工作进行总结和改进，是我们当前工作的一个重点。

1 武广高铁(广东段)受雷击影响情况及雷击跳闸规律

1．1武广高铁(广东段)受雷击影响情况。武广高铁(广东段)所在地区的年最高雷暴日达到90天以上，平均落雷密度高，属于强雷区。自2009年12月26日开通，截至2015年6月已开通运营了5年的时间，累计跳闸433次。在开通初期，由于设备自身缺陷和安装工艺标准把控不严，由于供电设备故障造成的跳闸次数较多。但后期在多次的整治下，设备运行趋于稳定，然而由于雷击造成的设备跳闸依然处于一个较高的水平(见图1)，仅在2014年一年武广高铁雷击导致的跳闸次数占了全年跳闸次数的77．78%。

同时根据统计的数据分析，由于每年的气候状况差异，雷击跳闸次数也随之变化，但每年总体处在固定水平上下波动。武广高铁(广东段)每年因雷击造成的跳闸次数维持在50至60次左右。

武广高铁(广东段)自开通以来的跳闸数据中，由于雷击造成的跳闸占总跳闸次数的比例高达64%。因此，雷击是造成该区段牵引供电跳闸的主要原因。

2 武广高铁(广东段)供电系统现有防雷系统及不足

2．1武广高铁(广东段)现有防雷系统。武广高速铁路供电方式主要采用自耦变压器供电方式，其牵引供电系统由变电所(包括分区所、AT所、开闭所等)和接触网组成，变电所的防雷技术较成熟。接触网一开始绝大部分没有采用直击雷防护措施，即在线路上未安装避雷线和避雷针，仅在线路的一些关键部位装设了避雷器，如隧道口、变电所入口、长大桥梁两端等。随着雷击跳闸的居高不下，近些年也开始了对沿线进行增设避雷线的改造。

2．2武广高铁(广东段)现有防雷系统不足。

防护直击雷的考虑不足

武广高速铁路接触网防雷设计主要参考电力系统35KV输电线路和普速铁路接触网规范，几乎全线不架设避雷线，仅在部分关键设备处增加避雷器。

武广高速铁路高架桥的所占的比例很大，铁路桥梁占线路总长的42．14%［3］。现有的高速铁路高架桥根据地形的情况距离地面的高度并不一致，但距地面最高的处所可与电力系统的110KV架空线路对地高度相同，由于设计中不含避雷线，因此接触网系统遭到直击雷的概率很高。

3 现有防雷主要措施及改进

3．1沿线架设避雷线。当接触网附近地面遭受雷击时，雷电流将会在导线中产生很强的感应过电压。如若有避雷线存在时，由于避雷线与接触网导线之间的耦合作用，可以减小绝缘子承受的感应电压。在一定程度上，避雷线不仅起到了有效降低接触网遭受直击雷的概率，而且也起到了降低绝缘子因感应过电压而击穿闪络的概率。

3．2降低接地系统的接地电阻。采用支柱单独打接地极或者与沿线贯通地线相连接的方式降低支柱的接地电阻，可以提高线路的耐雷水平，减少雷击杆塔或避雷线后引起的绝缘闪络。

3．3防雷改进措施。可采取在武广高铁的沿线增设避雷线的方式对该区段的防雷工作进行改进。根据武广高铁(广东段)的防雷改造过程，通过在老唐屋牵引变电所213、214供电臂以及花都至广州南区间采取了增设架空地线(避雷线)的防雷改造，效果显著，雷击次数明显减少。

在此基础上，根据避雷线防雷的良好效果，可采用抬高PW保护线或者回流线以兼做避雷线的方式对该区段进行防雷改造，该方案已在江湛线的设计中进行了论证，同时在其他线路也有相应的使用，在降低改造费用的同时也能提高的线路的耐雷水平。

4 结论

1)分析了武广高铁(广东段)自开通以来牵引供电系统受雷击影响情况和雷击跳闸规律，确定造成该区段跳闸的主要原因是由于雷击影响。

2)分析了当前武广高铁(广东段)供电系统现有防雷系统及不足，包括对以高架桥为主的铁路沿线直击雷危害及防护考虑不足，以及对不同区段的防雷措施的针对性考虑不足。