铁路接触网防雷措施及建议

铁路接触网防雷措施及建议

任雪峰

（神朔铁路分公司河西运输段朱盖塔供电车间陕西省榆林市719316）

摘要：就我国铁路建设来说，其所设定的地理区域跨度较大，同时缺乏备用系统的设立，所以，当其遭遇雷击就将可能产生难以恢复的故障，严重将导致供电区段停运的状况。为保证铁路的运行安全，应当加强对接触网防雷技术的研究。本文简要地就铁路接触网的防雷设施设计进行分析，并在这基础上就提高接触网防雷性能的措施进行探究。以期为提高接触网防雷性能，实现我国铁路的安全稳定运行提供参考。

关键词：铁路；接触网；防雷措施；建议

前言

技术科技的越来越成熟的发展，到今天人们的生活已经离不开电了。生活中充满了各种各样的电器设备和工具设施。组成生活的大半物品都是需要电能才能维持正常运行，今天所提到的铁路也一样需要电能。并且，随着铁路修建技术的日益成熟，铁路发展迅速，其便利快捷又经济实惠的特点使得选择铁路出行货运也越来越多。但是，因为铁路线绵长，其中的防雷措施很大程度上是处于欠缺的，而自然界的雷电速度快，危险性破坏力都很大，如果不能很好的处理铁路防雷的问题，就不能保障雷雨天接触网运行安全。因而，在此就铁路接触网的防雷措施以及建议做简短的探析。

1简要分析我国接触网当前的防雷设计

在当前，高速铁路建设地理区域跨度较宽，且不具备完善的备用系统，在受到雷击之后往往会出现难以恢复的故障，影响供电区段的正常运行。根据相关部门规定，只有处于强雷地区的接触网才能进行避雷线的设置。但是铁路接触网大多处于多雷地带，容易受到雷击伤害。为最大程度的保证接触网的安全稳定运行，就应当加强接触网的防雷技术的研究与设计，而实际设计工作应当根据相关规范文件中的铁路电力牵引作为参考条件。而相关部门出台的供电设计规范这一文件中就对防雷的电磁兼容与接地技术等都进行了指导。在雷区划分规范中，一般将其根据该地区每年雷电天数的长短进行划分，其中地域20天即为少雷区域，处于20到40天之间则属于多雷区域，处于40到60天则被规定为高雷区域，最后多于60天的区域就属于强雷区域。在当前，大多数针对铁路的接触网进行防雷设计工作时，都会运用避雷线架设以及避雷器设备装置等方式来实现防雷，同时又在这基础上加强接触网的接地装置的设计。其中针对重雷区域，高污染区域与高架桥的隧道口段的接触网的防雷装置设计中，相关工作部门还就其所采用的避雷器进行了明确规范，要求相关人员采用氧化锌的避雷器设置。这样可对该区域的防雷工作的开展提提供重要的保障基础。

2铁路接触网防雷措施

2.1使用合成绝缘子

接触网受到雷击后，会出现重合闸失败的情况。究其原因，主要是因为工频续流电弧被灼烧后出现破损、炸裂，无法自动回复线路绝缘性，导致重合闸失败。为了避免绝缘子被烧毁，首先要疏导工频电弧，避免电弧在绝缘子的表面燃烧。其次，使用避雷器和避雷线来避免工频电弧和线路闪络建立。除此以外要注意提高绝缘子的抗灼烧能力。当前输配电线路中主要使用合成硅橡胶绝缘子和玻璃绝缘子两种，在抵御灼烧能力方面，合成绝缘子具有明显的优势，当合成绝缘子被工频电弧灼烧时，喷出的气体会发挥吹弧效果，使电弧从绝缘子的表面离开。此外，在局部受热的情况下，硅橡胶材料不会马上炸裂，有助于恢复绝缘线路。在经过烧灼后，合成绝缘子伞群不会脱落，并且具有良好的绝缘效果，线路达到了重合闸的效果。而瓷绝缘子如果被灼烧，伞群落会全部掉落，绝缘效果会完全丧失，线路就不能重新合闸成功。综合以上分析可以看出，合成绝缘子虽然可以提升线路重合闸成功的概率，但不能根本性的解决线路防雷问题。因此，要使用其他防护措施对其进行补充。

2.2注重接触网系统的接地装置的设计

铁路供电线路有牵引变电所、分区所和接触网。工程接触网主要通过在隔离开关、电分相处和网点设置氧化锌避雷设备来防止雷击。分区所和各个牵引所之间的接触网线路没有进行防雷处理。铁路线路位于农村和市郊之间，雷雨季节受到雷击的概率高，会对铁路安全运行造成较大影响，甚至会损坏变电所中的设备，产生严重的供电安全事故。因此，在我国的防雷设计规范中，要注重对铁路接触网进行防雷设置工作时，在建筑外部的防雷设置安装时应当保证其余建筑内部的相关防雷装置两者共同利用统一的接地装置，还要将该接地装置和相关的金属管线组合，并使其成为等电位，同时再和铁路的接触网支柱进行连接，常见的接触网支柱为钢支柱形式。但是不管接触网的支柱上是否进行了避雷线或者避雷器的安装，当接触网受到雷击危害时，其都将有可能会在雷击的作用下成为进行雷电下引的接地柱。当进行铁路的接触网接地装置设计时，相关部门选择的接地方式为综合性的接地系统设立，则接触网系统中所涉及到的多条支柱都将和贯通地线之间产生连接[1]。

2.3接触网防雷接地

我国的铁路地理区域跨度较大，铁路分布较广，受天气的影响，多集中在雷电活动强烈地区，比如我国东部沿海和南方地区。与普通的电气化铁路相比较而言，铁路接触网的收集雷击以及铁路接触网的对地高度的宽度较大，因此，它遭受雷击的概率也会增大。就绝缘配置来说，多是依照普通铁路标准来建设铁路接触网的绝缘水平，由于接触网没有备用系统，一旦出现雷击将会对它造成永久性故障，甚至使得造成供电区段出现停运。因此，建筑物防雷设计规范中必须明确规定：对于国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物等特别重要的建筑物。国家级计算中心及国际通讯枢纽等对国民经济有着重要意义并且装有大量电子设备的建筑物，应为第二类防雷建筑物。对于第二类防雷建筑物的外部防雷装置，接地应和防闪电感应内部防雷装置采取电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接铁路接触网支柱一般为钢支柱，接触网支柱上无论是否有避雷线或避雷器，雷击时均有可能成为雷电流的引下线，当采用综合接地系统时，几乎每根支柱与贯通地线都有连接。达到提升铁路运行稳定性，以及提高铁路运行的安全性。

2.4减小信号影响

因为在铁路接触网的地区，在通信线路较为集中的变电站区域，所能产生的电磁场就会更强也更频繁，为了避免这种自身的电磁场引来自然雷电的雷击，就可以安置一些具有暂时性屏蔽通信线路的密集信号，避免感应电流借通信线路产生的电磁场进入线路当中。综合自动化变电站一般也都是高压电线、光缆线缆密集的地方，密集的电线和强大的电流圈会产生强大的电磁场。通过疏散高压电线等来减少电流电磁场的产生，并且在这些高压线缆的周围要布置避雷网等避雷设施。通过应用一些有屏蔽效果的材料来干扰阻止和减少感应电流在线路中的进入和传播。对于雷电的接地引入装置也是需要合理的安置，这样也就能在一定程度上避免感应电流的进入，从而达到铁路接触网的防雷目的[2]。

2.5布置避雷线和避雷器

众所周知的一般大型建筑物或者场所都会修建避雷针等一些避雷器来达到防雷的目的。因而在铁路接触网地区安置避雷线、避雷针等一些避雷器是基础的防雷措施。因为这些避雷器确实能在一定程度上减小雷电对接触网的雷害影响，虽然防护的级别较低。因为接触网的电压等级是工频单相交流制的25kV。并且接触网供电方式有单边、双边供电和越区供电。而单边和双边供电为正常的供电方式。在这样强烈的电压电流覆盖的地区，合理的布置避雷线，形成良好的避雷网效果，能有效的避免因雷电直接进入接触网线路中导致的雷击问题。而避雷线的安置要注意一下，一是避雷线的保护角度要在零到四十五度之间；二是雷电较强地区需要设立的避雷线要相对较多[3]。

2.6合理改进接地连接

除了基础的避雷设施，合理改进接地连接也是防雷措施的关键。因为接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，因而通过加装接地模块等途径减少接触网设备的接地电阻，使用绝缘距离大的复合材料的绝缘子等方法，有效减少雷击造成的危害。

3铁路接触网防雷建议

3.1增设架空地线

在铁路线路中，为了可以屏蔽接触网和正馈线，在铁路线路上增设了一根铝包芯铝绞线架空地线。为了雷电流可以稳定的泄流通道，使用70型铜芯电缆增设在路基区段的基础和支柱中预留出接地螺栓之间。对于加强线区域，当加强线从运行中退出后，会和接触网的支柱产生短接，使加强线变成柱顶的架空线。对于这种情况，当加强线从运行中退出时，要将接触悬挂和加强线之间的连接拆除，增设架空地线。并加强线固定处的支柱绝缘子，使用支柱基础和铜芯电缆将路基段的接触网连入到预埋螺栓上。将贯通地网和桥梁地段的架空线连接起来，接地电阻控制在1欧姆以内，避免直接雷害。从而保障避雷设施正常运行。要完善我国接触网系统的耐雷水平跳闸率或故障率等具体的指标要求，以更好的促进我国铁路事业向前发展[4]。

3.2定期的检修铁路接触网

针对铁路接触网的防雷措施，在以上就进行的简单的说明，但是也并不是说做好了防雷措施，铁路接触网的防雷问题就万无一失了。确实，防雷措施是保证接触网安全防雷避雷的关键，但还需要工作人员具备一定的防雷避雷常识，并且组织工作人员对铁路接触网的设施设备进行定期的检修，一旦发现问题应该马上有效解决。否则，时间长了，一是铁路的接触网地区设施设备容易出现问题，二是堆积的问题多了，解决的时候也比较棘手。另外，对于雷电雷击事故多发的地段，更是需要大家关注，首先要统计记录该地区的雷害情况，其次严格的检查是必须的，还需要合理的检测。只有做到铁路接触网的雷电防护措施和检测措施，才能在最大程度上保证铁路的运行安全，特别是雷雨天的运行安全[5]。

3.3建立完善的接地系统以及设置避雷器

为了充分发挥出防雷措施的作用，要在关键的位置和区段保证接地电阻值，并定期检测电阻值。在综合接地系统中接入防雷设施时，要和其他接入设备贯通点之间的距离保持在15m以上。安装避雷器时，要安装绝缘底座，安全接地和工作接地不可以使用通一个电流通道。同时，为避免感应雷害需在重雷区和高雷区的各个锚段设置避雷器。统计分析少雷区沿线雷害情况，将避雷器设置在雷害多发区。此外，还需要在敏感位置布置避雷设备。例如长度超过2000m的隧道两端、站场和分相端部的绝缘锚段关节、封闭雨棚的两侧、较长供电线上、高架区区域、高路基区域、架空转换处、电缆等重要区域[6]。

总结

在我国，由于铁路的接触网防雷措施水平较低而导致的雷击事故时有发生。为避免雷击事故造成更为严重的安全事故和经济损失，相关部门应当加强对接触网防雷技术的研究，尽可能的保证接触网的安全稳定运行。这就需要相关技术人员明确防雷措施的重要性，并积极进行防雷设计方案的探究与优化，实现防雷技术的突破，利用现代化的先进防雷措施来促进接触网系统运行的安全性发展。

参考文献：

[1]陈海波.铁路接触网防雷措施及建议[J].城市建设理论研究（电子版），2017（34）：87.

[2]李久来.普速铁路接触网防雷措施及建议[J].海峡科技与产业，2017（07）：157-158.

[3]吴帅.铁路接触网防雷措施及建议[J].科技风，2017（12）：223.

[4]孙少江.铁路接触网防雷技术[J].电气化铁道，2017，28（03）：43-48.

[5]樊建飞.铁路接触网防雷措施及建议[J].江西建材，2015（04）：174+176.

[6]张鸿.铁路接触网防雷措施及建议[J].黑龙江科技信息，2015（02）：132.