鐵路牽引供電接觸網雷電防護探討

崔亮

摘要：社會經濟的快速發展為交通行業的發展提供了良好的條件，鐵路作為重要的交通工具之一，鐵路建設的安全性逐漸受到重視。牽引供電系統對鐵路的安全有著較大的影響，在牽引供電系統的運行過程中，雷擊是造成供電故障的重要因素，通過分析雷電防護中存在的問題，采取有針對性地措施加以解決，有效防范雷擊事故的發生?；诖?，本文闡述了鐵路牽引供電防雷體系的內容，分析了鐵路牽引供電接觸網雷電防護中存在的問題，并對鐵路牽引供電接觸網雷電防護措施展開探究。

關鍵字：鐵路;牽引供電;接觸網;雷電防護

前言：鐵路的發展與經濟發展有著密切的關系，鐵路交通運輸的發展對我國國民經濟的增長影響較大。為保證鐵路運輸的順利進行，應有效解決鐵路中存在的安全問題，尤其是鐵路牽引供電接觸網雷電防護問題，雷電的發生不僅會導致鐵路牽引供電接觸網的破壞，還會造成嚴重的人員傷亡。因此，通過對鐵路牽引供電接觸網雷電防護技術的不斷研究，分析防雷體系存在的問題，采取有效的措施加以解決，以確保接觸網的安全性。

1 鐵路牽引供電防雷體系的概述

鐵路牽引供電與線路運輸能力之間互相平衡時，才能夠滿足列車運行速度等各方面的要求，我國變電所在避雷裝置的安裝方面，僅在隧道口的兩端等重要部位進行了安裝，由于鐵路一般建設在高架上，接觸網支柱需要借助橋墩進行接地，這樣的接地電阻是不合格的，很容易發生絕緣閃絡現象，只有在高架橋的兩邊安裝避雷設備才能夠起到較好的作用。防雷體系非常重要，一旦鐵路牽引供電系統遭到雷擊，則會導致鐵路列車停止供電，嚴重影響鐵路的正常運行，甚至引發鐵路安全事故的發生，造成較大的人員傷亡以及經濟損失。因此，做好鐵路牽引供電防雷工作非常重要，這不僅關系著鐵路運輸的安全，還對我國經濟增長有著較大的影響。

2 鐵路牽引供電接觸網雷電防護中存在的問題

2.1 直擊雷防護問題

在鐵路建設中，為了提升土地利用率，保證鐵路的安全運行，通常會使用高架橋對鐵路進行施工，鐵路沿線的地勢較為開闊，高架橋的高度也較高，而接觸網的高度也非常高，周邊沒有較多建筑物，從而在一定程度上增加了接觸網的雷擊概率，很容易出現絕緣損壞等現象，引發牽引變電所發生跳閘反應。鐵路牽引供電系統通常是由牽引網、變電所構成的，變電所雷擊防護技術較為成熟，而牽引網在直擊雷的防護方面依然存在較大的問題，我國牽引供電系統在雷電防護設計中主要考慮35kV輸電線路，沒有設置避雷針，很容易遭受直擊雷的影響。直擊雷的入侵通常分為三個方面，一，從承力索入侵，在發生雷擊之后，絕緣子會發生閃絡現象;二，從正饋線入侵，在發生雷擊之后，懸式絕緣子處發生閃絡現象;三，從保護線入侵，發生雷擊之后，在以上兩處都會發生閃絡現象[1]。

2.2 沖擊接地電阻問題

鐵路之間的牽引電流各不相同，相比普通鐵路的牽引電流來說，高速鐵路更大一些，鋼軌泄露電阻較大。由于普通鐵路鋼軌電壓較低，在線路維護過程中，不會輕易出現觸電事故，并且絕緣保護使用時間較長。而高速鐵路則剛好相反，在線路維護過程中存在較大的風險，并且絕緣老化速度較快。高速鐵路通常使用綜合接地，部分區域需設接地極，且接地電阻阻值有著較高的要求。在鐵路運行過程中，一旦受到雷擊就會出現電流，引發泄流問題，從而導致接地電阻阻值發生較大的改變，使絕緣子發生閃絡情況。

2.3 不同地區雷電防護的差異問題

由于地區不同，土壤參數以及雷電會存在較大的差異，鐵路跨度較大、線路較長，所以，在鐵路建設過程中，通常會遇到不同情況的土壤參數以及雷電，而不同雷電參數也會造成不同的危害，因此，防雷設計應結合實際情況。但是，在鐵路牽引供電防雷設計工作中，很容易忽視這方面的影響，從而導致防雷措施缺乏一定的實用性，無法起到較好的防雷作用。

3 鐵路牽引供電接觸網雷電防護措施

3.1 雷擊保護線、避雷線的過電壓保護

保護線升高能夠在一定程度上減少雷擊所帶來的危害，并且有效承力索以及正饋線。在架設完避雷線之后，防雷保護方式就會發生較大的改變，通常情況下，防護方式會發生兩種變化，一，避雷線與支柱遭受雷擊之后，地電位慢慢升高，產生的防護方式為反擊雷防護;二，避雷線遭受電擊之后，接觸網與正饋線會形成感應雷防護。直擊雷產生的影響是固定在某一范圍之內的，架設完避雷網之后，正饋線、T線絕緣子可以反擊閃絡。在實際防護過程中，首先，將接地電阻的阻值縮小，以此減少接地電阻帶來的沖擊;其次，加大避雷器以及支柱上面的接地極，從而有效提升雷擊防護的效果[2]。

3.2 雷擊承力索以及正饋線的防護

針對鐵路牽引供電接觸網直擊雷現象，應依據電力系統110kv線路所制定的防雷措施，制定合理的防護措施，有效緩解直擊雷對鐵路帶來的危害。首先，國家應結合牽引供電接觸網雷擊情況制定相應的防護措施，有效應對鐵路雷擊事故的出現;其次，結合110kv電力系統制定合理的防護措施。最后，保護線的提升、使用避雷針、回流線等措施應用，都能夠在一定程度上起到雷擊防護的作用。

3.3 雷電監測

雷電監測系統是目前雷電監測研究中較為先進的方式，這也是全自動計算機系統，能夠實時對雷電進行監測，通過借助計算機在線系統，完成雷電的實時監測。由于氣象部門的雷電監測功能較為成熟、完善，鐵路可以參考氣象部門的雷電監測系統，并結合自身實際情況構建相應的監測系統，從而準確地預警雷電的信息。此外，由于鐵路每一區域的雷電參數存在較大的差異性，將雷電活動較強與較弱的區域劃分開，結合實際情況制定相應的防雷措施，并依據雷擊故障信息等，明確感應雷以及直擊雷的對應防護措施，以此實現差異化防雷。

3.4 絕緣子的防護

雷擊過電壓時會導致絕緣子出現閃絡現象，并且使絕緣子造成永久性損壞，帶來較大的經濟損失。針對絕緣子破壞這一現象，應在水平、懸式絕緣子的兩邊添加包含間隙，也可以安裝帶有間隙的避雷針，以此起到較好的防護作用。通過采取合理的防護措施，有效定位雷擊閃絡的位置，從而保護絕緣子，使其免受損壞，并減少雷擊事故的發生，這樣大的方式雖然能夠起到一定的防護作用，但同時也存在一定的弊端，導致線路抗雷擊能力降低，一旦發生雷擊現象，就會出現跳閘情況[3]。

3.5 工程施工把控

在具體的雷電防護措施實施過程中，應加強對實施全過程的把控，首先，針對區間接觸網，在其支柱頂部設置獨立的避雷線;提高對雷電防護接地的重視程度，當接觸網遭受直擊雷或者反擊雷的時候，好的接地電阻能夠有效降低絕緣部件的損壞程度，并且減少跳閘的次數。其次，如果支柱的頂部設置有避雷線，那么其他的各種弱電設備接地位置距離支柱至少在15米之上，如果有條件的話，還可以將獨立的避雷器設置相應的接地極。最后，對接觸網雷電防護的設計，工作人員應做好區域內跳閘次數、雷電強度的統計工作，并對防雷措施的可行性進行核算。

結語：鐵路牽引供電系統的安全性非常重要，在了解到防雷體系重要性的基礎上，應增強雷擊防護意識。針對鐵路牽引供電接觸網中存在的直擊雷防護問題、沖擊接地電阻問題等，通過采取過電壓保護、雷電監測、絕緣子防護等多項措施，提升鐵路牽引供電接觸網的防雷能力，保證鐵路運行的安全。

參考文獻：

[1]周海杰.淺析高鐵牽引供電網雷電防護系統設計[J].科技與創新，2020（08）：130-131.

[2]王秀英.淺談鐵路牽引供電系統防雷技術[J].中國航務周刊，2021（52）：52-53.

[3]劉志強.牽引供電系統防雷與接地研究[J].電子世界，2021（18）：180-181.