基于高架桥段地铁接触网的改进防雷策略论述

王彪

摘要：本文主要分析了高架桥段地铁接触网基本情况，重点介绍了接触网改进防雷策略及实施方案，它不仅能够降低绝缘子击穿概率，而且还可以有效提高地铁接触网耐雷水平。通过对高架桥段地铁接触网防雷策略进行研究，以期为高架桥段地铁接触网的安全、高效运行提供可靠保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：高架桥段;地铁接触网;防雷策略

1.高架桥段地铁接触网基本情况

广州某地铁线路全长52.4km，其中地上线长度32.4 km，地下线长度20.0km，共设13座车站，其中8座高架站、5座地下站、2座换乘站。该地铁线路根据实际情况选择了33kV、110kV两级集中供电系统，牵引供电系统选择了1500V直流供电。按重污区来综合考虑绝缘等级，绝缘子泄漏距离不小于250mm。该高架桥段地铁接触网选择了带脱扣装置的，且具有放电计数功能的无间隙氧化锌避雷器，根据地铁牵引供电特点，高架段和地面均选择了简单链型悬挂，导线主要是由双接触线、双承力索、1根避雷线和2根辅助馈线组成，其中接触线采用导电性能良好、耐腐蚀、耐磨的铜银合金接触线（CTAH150）;辅助馈线和承力索选择了耐腐蚀性能好、导电性的硬铜绞线（JT150）;避雷线选择了耐腐蚀性能好、导电性的硬铜绞线（JT120）。图1描述的是高架桥段地铁接触网示意图，其中接触网高度为5.6m、避雷线高度为8.5m、高架桥高度为8m。

2.高架桥段地铁接触网现有耐雷水平

通过对高架桥段地铁接触网开展雷击模型仿真分析后发现，雷击避雷线时，接地点和避雷器都分布在3号和7号支柱上，而且3号至7号支柱顶端是雷击点，对各支柱耐雷水平进行计算，结果如表1 所示。

通过对表1进行分析可以发现，3号和7号支柱具有比较高的耐雷水平，均为6.7kA，主要是由于3号和7号支柱都按照要求架设了接地点和避雷器，在遇到雷击时可以发挥散流和保护作用。5号支柱耐雷水平最低，为2.9 kA。主要是因为当4号和6号支柱遇到雷击时，也会导致5号支柱闪络，而5号支柱分布在避雷器和接地点安装位置的最中间，从而导致其防雷保护效果和耐雷水平最低。在高架桥段地铁接触网中，只有3号和7号支柱不仅架设了接地点，而且安装了避雷器，以确保线路耐雷水平分布均匀，从而具有较高的耐雷水平，然而中间支柱保护作用和耐雷水平相对比较弱。

3.接触网改进防雷策略及实施方案

3.1架空地线与避雷器共接地极

对于高架桥段地铁接触网而言，常见的过电压危害有如下3种类型：（1）在雷击接触网导线时，将会导致接触网上出现过电压;（2）在雷击接触网附近的地面时，将会导致接触网上出现感应过电压;（3） 在雷击接触网架空地线（或支柱）时，将会在支柱顶端出现冲击过电压，进而可能诱发反击接触网绝缘子现象。

目前，我国大多数城市轨道交通接触网选择了DC750V或DC1500V两级电压系统来进行供电，但是由于列车取流较大，为了避免绝缘子泄露电流及感应电流形成的杂散电流，则需要考虑接触网导线与架空地线平行架设。通常情况下，架空地线不能直接接地，其一般需要借助地电位均衡器来有效分割接地极与架空地线，但是该过程中需要保证地电位均衡器具有比较低的导通电压。当避雷器单独接地时，如果中接触网导线遭到雷电直击时，将会沿接触网导线将雷电流向远处传播，并通过接地电阻和避雷器最终入地。

在接触网避雷器选择了过程中，需要对绝缘配合设计给予综合考虑，即保证Ures≤BIL/K，其中K为配合因数，BIL为被保护设备所具有的雷电冲击耐受电压，国际电工委员明确提出规定K≥1.2。此时，将架空地线与避雷器共接地极时，将不会诱发绝缘击穿现象。

3.2接触网下锚位置选择不平衡绝缘

通过对接触网安装形式进行分析可以发现，雷电过电压有可能诱发区间接触网下锚绝缘子、腕臂绝缘子及馈线绝缘子等位置出现绝缘击穿现象，导致接触网线路失压，从而对供电的安全性、可靠性产生不利影响。当雷击接触网下锚位置时，将会导致补偿绳断裂、下锚绝缘子击穿或绝缘子爆裂等比较严重的后果。例如，某地铁车辆段试车线1号支柱出现补偿绳断裂为例进行分析发现，该次事故导致试车线多处防风支撑管、绝缘子、吊弦、调整螺栓、接触线硬弯、电连接損坏、线岔参数变化、扭面和烧伤等现象，加之设备损坏较多，无形之中增加了恢复难度，此时就可以在接触网下锚位置选择不平衡绝缘来给予有效解决。

4.结束语

综上所述，在高架桥段地铁接触网运行过程中，可以根据实际运营需求，来对故障恢复、设备维修、气象条件等因素给予综合考虑的基础上，来制定一套系统、完善的接触网改进防雷策略，这样不仅可以使绝缘子两端电压差问题得到有效改善，并降低绝缘子击穿概率，而且还可以大大降低雷电反击事故发生率，确保高架桥段地铁接触网的安全、高效运行。

参考文献：

[1]罗刚，熊强.高架桥段地铁接触网的改进防雷措施[J].建筑工程技术与设计，2017，5（29）：68-69.

[2]张血琴，陈奎，李瑞芳.高架桥段地铁接触网的改进防雷措施[J].高电压技术，2016，4（5）：101-102.