电气化铁路接触网防雷技术浅谈

李长海

摘要：随着科技的不断发展，电气化铁路，即能供电力火车运行的铁路，已然成为了如今最重要的一种铁路类型。由于自身没有能源来运行，因此这类铁路需要配套相应的电气化接触网设备来提供电能，而这相应的电气化设备就是牵引供电系统，从某种程度上来说，牵引供电系统就是电气化铁路最关键的部分，其主要包括牵引变电所和接触网两大部分，而接触网就是其最容易受到雷电危害的设备。但是牵引供电系统很容易受到天气影响，特别是雷电的影响，导致接触网设备的故障。

关键词：电气化铁路接触网；防雷；浅谈

引言

电气化铁路作为重要的交通轨道路线，其接触网设备很容易受雷电影响，导致跳闸或其他供电故障问题，最终导致设备的损坏，甚至危及人民的生命财产安全。电气化铁路防雷的关键是要做好接触网设备防雷。本文从雷电对电气化铁路的影响、防治雷电的方式和技术以及防雷现状和展望等方面进行论述，对于减少雷电对铁路接触网设备的损害，提高铁路系统的供电安全性具有重要意义。

1铁路的电气化特点

铁路是我国首条制式模式创新的铁路线路，其在市域动车组、供电、通信、信号“四大”关键技术上进行了大量创新，具有速度快、载客量大、节能环保等技术优势，被列为“国家战略新兴产业示范工程”。铁路线网覆盖范围大，高架线和地面线占了相当大的比重，是集多专业、多工种于一身的复杂系统，通常由轨道路线、车站、车辆、维护检修基地、供变电、通信信号、指挥控制中心等组成，采用了以电子计算机处理技术为核心的各种自动化设备。这些自动化设备，采用了大量的高精密、高速处理单元。在系统性能的提升和能耗控制需求下，设备内部器件的功耗与工作电压越来越低，随之而来的是系统的抗干扰能力大幅度下降，系统的安全性变得越来越脆弱。特别是高架线（站）的线路、车站及辅助系统设备大量安装于地面及露天，同时，系统中各站点与控制中心之间相互连接的各类网络、通讯系统的大量应用使得雷击电磁脉冲对系统安全运行的影响日益突出。建（构）筑物、供电系统、各种弱电及通信系统都有遭受雷电危害的极大风险。

2雷电对接触网设备的破坏

在我们的日常生活中，雷电作为一种自然现象时有发生。按照不同的划分标准，雷电可以有不同的分类。其中，按照发生雷电的空间位置不同，可以将其分为云闪和地闪。地闪即民间常称其为落地雷，常伴有雷电灾害发生。雷电除了可以对人体造成伤害外，对我们生活中的各种物理设施也会带来损害，铁路接触网设备也在所难免。雷电天气极易造成变电所DL跳闸甚至造成接触网设备严重的破坏，人身及财产也会因此受到威胁。目前我国的电气化铁路主要分布在南方及沿海城市，大部分处于平原地区，这些地区大多属于多雷区，雷电现象出现得比较频繁，增加了铁路接触网设备的安全风险。接触网防雷具有以下特点：1）闪电可能会影响供电系统，最终导致接触网故障；2）空旷和地势较高的区域相比之下更容易遭受雷击；3）接地不合格也是被雷击的原因之一；4）空间环境以及自然环境（如大气温度、湿度等）对接触网有一定的影响；5）接触网无可替代网络设备。

3防雷现状

就防雷措施来说，我国电气化铁路接触网设备目前主要的防雷措施还是安装防雷装置。这种方法主要是通过增加电阻来降低雷电的电压，还有就是将电流引导到地下从而降低雷电对设备的损害。但是这种方法有一个很大的弊端：在电流引入地下的过程中，当雷电电压过大时，还是会对接触网及其周围的电子设备造成损坏，很大程度上会烧毁接触网和其周围的设备。接触网防雷装置主要是接闪器、避雷器、引下线还有接地装置。目前我国利用接触网线路的接闪器原理的主要是采取避雷线。其目的是利用避雷线来屏蔽雷电，从而使避雷线下方的接触网设备不会受到雷电的直接伤害。除此之外，也是为了在雷电电压过大时，配合接地装置将电流散入地下，降低过电压的危害。但这种做法依然存在一定的弊端。因此对于目前的路内接触网防雷措施来说，我国电气化铁路接触网设备主要还是采用避雷器。但是就目前的情况而言，我国的电气化铁路对于直接雷的防雷措施远远不足，没有架设足够的避雷线，在多雷区也未装设足够的避雷器，接触网的接地水平也有待提高。因此我国的电气化铁路接触网设备防雷措施有待改善。

4防治雷电的方法和技术

4.1科学应用绝缘材料安装避雷器

绝缘材料的使用可以加强线路绝缘——一方面可以在接触网的相关设备上增加绝缘体的使用，另一方面可以增加绝缘串子中的数量，对于污染情况较为严重的绝缘子要及时进行清理。同时还可以安装避雷器。避雷器与避雷线有相似的功能，但相对来说，避雷器更加小巧、便携和简易，可以与避雷线优势互补(翟卫波.电气化铁路接触网防雷技术及措施研究.科技尚。

4.2在线监测

避雷器在线监测是发现避雷器劣化比较有效的方法，主要是检测避雷器在运行状态下的泄露电流，但是，由于通常情况下，运行状态下的泄露电流比较小，不容易发现，等到发现数据变化变大时，通常避雷器已经发生故障。这种检测方法还有一个缺点就是不便于观测，例如在高铁线路，避雷器泄漏电流需在带电情况下进行观测，同时高速铁路一般均为高架桥梁，在线路外不易进行观测。

4.3做好防雷装置定期检测和日常巡查维护

防雷装置定期检测应委托有资质的机构，根据线路和站点所处的地理环境、雷击史、易损性和重要性，采取一年一检或一年多检，也可对重要系统或重要设备单独制定全面的检测方案，获取权威的检测数据和判定结果。日常巡查需要做到腿勤手勤眼勤，察看防雷设施是否电气导通、是否松动、是否锈蚀、是否损坏等，重点加强雷雨季节及遭受雷击后的巡查维护。发现隐患要立马消除，确保防雷设施随时处于正常性能状态。

4.4在接触网附近增架避雷线

通过架设避雷线，对可能发生的雷电进行引流，从而避免雷电击中接触网，这种方式最为直接，也是目前的主流方法。此种方法极大程度地保证了铁路的安全，同时也起到了降低感应电压的作用，为铁路的安全又增加了一道屏障。

4.5加强与气象部门的合作

要针对自身防雷安全需求，与当地气象部门加强合作对接，利用气象部门的专业监测网络和专业预报技术，对铁路站点及线路进行雷电监测与预报预测，做到早预警，早预防，早应对。

5防雷技术展望

鉴于目前我国电气铁路防雷还是不够普遍的情况，我国未来可以利用网络资源构建电气化铁路更加完善的雷电检测网络系统以及相应的防雷决策系统。根据实时雷电监测网络系统以及防雷决策系统的指示，从而对各地区电气化铁路采取相应的防雷技术，如：装设避雷线和避雷器、提高接触网接地水平和加强线路绝缘等等。这样实时化、精准化的防雷技术才更能适应我国的电气化铁路，从而减少雷电对其的损害。

结语

目前的铁路供电设备雷击事件已显著减少，但是为了确保线路的安全运行，仍然需要根据现场的实际情况进行雷电防护处理和改进，及时创新并合理利用电气化铁路供电接触网设备防雷技术，为建设更好更安全的电气化铁路而努力。

参考文献

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