电气化铁路接触网防雷技术探析

刘慧

摘 要：电气化铁路凭借其速度快、牵引力大、价格低、效率高等诸多优势，逐渐成为铁路运输的主流发展方向。接触网作为电气化铁路核心组成部分，长时间暴露在自然环境之中，但是却没有进行备份。一旦防雷措施不当，就可能出现线路跳闸、绝缘子损坏，从而影响电气化的整体运营。再加上雷击出现的侵入波通过接触网直接传入牵引变电所之中，这样就可能引发电气设备损坏。所以，针对电气化铁路接触网就需要做好相应的防雷技术，就能够保护接触网的供电可靠性，从而满足变电所安全运行的要求。

关键词：电气化；铁路；接触网；防雷

在电气化铁路系统之中，接触网成为不可或缺的部分，但是由于本身避雷线的缺失，所以，在接触网中的避雷器数量较少，并且也是位于钢轨之上亦或是在变压器的线圈中点的位置之上。这样就可以有效的防护雷电的过电压。一旦出现事故，就会影响铁路的运营，对于经济建设、物质流动带来影响，最终出现巨大的损失。

一、接触网雷电特点

（一）雷击一般是绝缘子部位

通过对最近几年出现的雷击事故的统计分析来看，容易出现雷击事故的区域在绝缘子部位，并且其比例也达到了50%左右。如果雷电直接击穿了绝缘子，就可能导致设备故障的出现，进而对铁路的正常运行带来影响。在具体的事故分析中，绝缘子部位会直接受到雷电灾害事故的影响，导致绝缘子正常运作得不到保障，最终导致设备出现损坏，这样也会影响整个接触网的运营需求[1]。

（二）最高处容易遭受雷击

在接触网之中，正馈线、站场的软横跨承力索端部绝缘子都是容易遭遇雷击的区域，其位置一般距离轨道有10m，针对这一部分，直接悬挂在下方，不过无法达到实际的保护需求，并且也会有雷击事故的发生。

（三）雷击后果引发设备烧损、老化

基于雷击结果的具体分析，在绝缘子被击穿的位置上还会有烧伤的情况出现，一旦时间间隔过久，还有可能会引起老化的情况。针对接触线、承力索等设备，一旦有雷击情况出现，就会引发断线。对于其他设备来说，当设备受到影响之后，就会直接影响整体的运行，最终导致其无法正常的工作。

二、接触网雷击的案例分析

在电气化铁路接触网设备中，因为雷击出现的跳闸达到30%-60%，并且高速电气化铁路比率会有所提升。对于高铁线路，因为其地处空旷地带，很多都是高架桥的方式，其线路的两侧高大建筑物较少，所以，对于雷电而言属于比较突出的目标。在雷暴天气、强对流天气中，就会出现雷击跳闸的情况。就相关的统计显示，在一年之内，全国的电气化铁路之中出现的跳闸事故达到1200余件，尤其是在山区，因为复杂的地形环境，因为雷电引发的跳闸故障率会更高[2]。

基于管内开通的高速铁路线路为例，从正式开通以来，出现20余起雷击引发的设备损坏事故，其占据事故的总跳闸比例的57.7%。其中，最为典型的案例包含了区间对于向下锚正馈线烧伤和正馈线对于向下锚处绝缘子闪络，具体见图1和图2所示。

三、电气化铁路接触网防雷的具体措施

基于上述事故的分析，基于实际线路运行情况的阐述，就需要从下述几个方面做好接触网防治措施的完善处理。

（一）合理利用资源，丰富雷电监测网络

首先，作为路局、供电段、车间等，还需要建立三级网络，尽可能通过电力、气象等部门的合作，通过资料的定位，尽量掌握相关的规律以及实际的雷电数据。这样就可以为沿线的雷电预警、雷电活动检测、事故调查、数据统计等提供必要的技术平台。

（二）裝设避雷线

避雷线的架设，也是避免绝缘子损坏以及降低基础网雷击跳闸概率的有效措施，对于强雷区、高雷区以及多雷区域的电气化线路，这样就需要考虑线路的实际条件以及防护雷电的整体要求，基于避雷线的架设为主。如，按照折角法来进行分析与计算，需要将其控制在柱顶上大约2.5m的位置，这样可以实现重量的加大、肩架尺寸的增高、支柱上固定按照相对困难，另一方面还会影响支柱的稳定性。

（三）提升基础网的整体接地水平

防雷的实际效果会受到接地系统好坏的直接影响，相应的部门都还需要落实防雷接地装置的要求，确保其能够满足等效电阻值。另外，作为运营管理单位，还应该定期的检查防雷措施，能够及时的测量接地电阻的参数，一旦查找到问题，可以及时的解决。在每一年的雨季，都应该针对其接地装置进行全面的调查分析，针对接地电阻不满足要求的，可以适当的增加，或者是直接将接地极更换。另外，针对避雷器、架空地线、隔离开关等，都应该搭配对应的处理措施，并且重新埋设接地极，这样才能满足其良好接地的需求。

（四）强调线路绝缘

通过线路绝缘增加的方式，也可以满足雷害的防治处理，其一，适当的增加基础网之中复合绝缘子的实际应用，在绝缘子的分项与分段的时候，可以优先对复合绝缘子加以分析和考虑，避免雷击直接击穿绝缘子。同时，考虑到绝缘子串片数的适当增加，再配合上塔头空间间距的增加、改用大爬距悬式绝缘子等。这样就可以将绝缘子的绝缘性能带来的影响进行合理的控制，同时也可以实现清扫与维护的对应处理，每一年进行2次的人工清扫与带电水冲洗，这样就可以随时的清扫污染严重的绝缘子[3]。

（五）安装避雷器

防雷还需要避雷器安装的合理支持，在相同的支柱接地电阻中，避雷器的安装，还可以满足线路耐雷水平整体性的提升。当支柱接地电阻达到30Ω，无避雷器线路的实际耐雷水平达到12kA。等待安装完成，可以达到24kA的要求。同时，将实际的防护范围、安装密度、失效条件逐一确定，就是接触网防雷措施制定的有效前提。在运行环节，在雷雨季来临之前，安装管内的避雷器，开展相对应的试验处理，如果避雷装置运行状态不良，就应该针对性的更换，在设备雷击防护的前提下，全面的保护设备的基本性能。

四、结语

总而言之，随着现代化铁路建设的进一步加快，接触网能够发挥的作用也有了明显的提升。在当前的环境条件下，一旦环境恶劣，就会直接影响其正常的运行。基于这一情况的基本分析，还需要配合上对应的防雷措施，做好雷电灾害的合理防范，这样也能达到铁路安全运营的整体性要求。

参考文献：

[1]樊辉.铁路接触网防雷技术的研究[J].中国战略新兴产业，2018（10）：22

[2]黄丰.普速铁路接触网防雷措施及建议分析[J].通信电源技术，2018（05）：245-246.

[3]吴晓刚.关于铁路接触网防雷技术的相关研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2017（11）：179-180.