高速铁路接触网防雷措施及其相关建议

高速铁路接触网防雷措施及其相关建议

刘大志

中国通号郑州电气化局集团电务分公司河南省郑州市450000

摘要：文章对目前我国电气化高速铁路牵引供电系统中的接触网的防雷设计现状进行分析，对目前接触网中所采用的防雷措施进行介绍，并提出了相应的优化措施和防雷建议，以供参考。

关键词：高速铁路；接触网；防雷措施

1引言

近年来随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高，人们的出行需求以及货物运输等需求不断增加，对交通运输提出了更高的要求，也推动了我国高速铁路的建设和发展。目前我国的高速铁路建设里程不断增加，其跨越的地理区域中天气的变化也较大，在我国东部沿海以及南方地区，以及其他所经区域中的雷雨天气频繁发生的时期，容易由于频繁和强烈的雷电活动而对目前电气化铁路的牵引供电系统造成破坏，尤其是电气化铁路牵引供电系统中的接触网，需要采取相应的防雷措施来确保接触网的安全稳定运行。

2接触网当前的防雷设计

接触网是电气化铁路的牵引供电系统中的重要组成部分，其在电气化铁路系统中具有覆盖范围广、建设距离长、且长时间暴露在室外，所以在变化较为频繁的地理区域跨越过程中，会由于不具备完善的备用系统而在受到外界干扰时，由于发生故障而出现电气化铁路供电系统停电导致高速铁路无法正常运行。而且由于电气化高速铁路的接触网建设区域中，多雷电区域较多，容易受到雷击伤害而出现上述问题，所以在对高速铁路接触网进行设计时，需要根据相关规范文件进行防雷电磁兼容和接地设计，并且在此规范中对接触网建设区域中的雷电级别进行划分，通常规定所在地区每年雷电天数少于20天为少雷区域，在20天到40天之间则为多雷区域，在40天和60天之间则为高雷区域，超过60天则为强雷区域。而且对于不同雷电级别的区域中需要按照相应的防雷设计要求进行设计和建设。目前我国高速铁路接触网所采用的防雷设计通常架设避雷线以及避雷器等设备的方式，而且对接触网的接地设计进行加强。此外，对于高雷和强雷区域，对于防雷措施中所采用的避雷器还规定需要采用氧化锌的避雷器进行设置。

3高速铁路接触网防雷技术优化的相关建议

3.1采用避雷器的防雷措施

在高速铁路接触网中采用的避雷器的工作原理就是在遭到雷击时将超出避雷器放电电压的雷电流进行释放，使得此时的工频电压呈现出高电阻的状态，然后通过对工频续流进行截断的方式来避免绝缘子出现闪络的问题，从而确保接触网在遭到雷击时仍然可以正常稳定地工作。在对避雷器进行安装时，需要将其安装在支柱上，而且为了提高避雷器的防雷效果，要适当增加避雷器安装的密度，并确保其可以降低雷击跳闸的概率，使其控制在相关规定中0.83的雷击跳闸率控制标准。但是避雷器在长时间的使用过程中容易出现老化问题，所以也不能进行过于密集的安装，只需在雷击多发地区进行集中安装即可。

3.2绝缘子的使用

在接触网的运行过程中容易出现其遭到雷击之后无法进行重合闸的现象，这主要是由于在接触网遭到雷击之后，其中的工频续流电弧就会由于雷电流过大而将其烧毁，出现破损以及炸裂等现象，所以导致其丧失其原有的绝缘性能，因而导致重合闸的失败。所以基于此问题的原理，就需要在采用绝缘子的防雷措施时要求确保其运行中不会被烧毁，主要是要对雷击发生时的工频电弧进行疏导，而且配合避雷线和避雷器来防止工频电流和线路闪络的发生。此外，在使用绝缘子时，还应注意检查其自身质量和性能，确保其具有较强的抗灼烧性能，且目前在接触网中比较常用的具有较高抗灼烧性能等绝缘子为合成绝缘子，其主要是能在遭到雷击并出现工频电弧影响时，会自动喷出气体起到吹弧作用，从而避免电弧对绝缘子的破坏。而且在合成绝缘子的局部出现过热的问题时，也不会出现炸裂的问题，且在经过灼烧之后其伞裙也不会脱落，所以仍然会具有较好的绝缘效果，确保重合闸的效果。但是，在合成绝缘子受到工频电流弧的破坏时会导致其硅橡胶材料出现分解，这样就会降低其憎水性以及抗污性，而且会加速其老化，所以需要与其他防雷措施进行配合使用来提高接触网的防雷效果。

3.3接地防雷措施

在高速铁路牵引供电系统中，对接触网所采取的接地防雷措施主要有安全接地和工作接地两种，其中对于安全接地措施来说，一是对于接触网带电体周围5m范围之内的所有金属结构物均进行安全接地处理；二是对于避雷器等设备采取双接地的安全接地方式，就是将一端接入回流线或保护线，而另一端要接入综合地下。三是对于成排出现的独立供电线支柱还要进行专门的接地设置。而对于工作接地来说，一是采用在完全横向的信号以及吸上线上每间隔150m进行一次连接；二是进行全线贯通的综合接地系统的设置，而且其中对于支柱和回流线进行不绝缘悬挂的方式，这样就是可以确保工作接地的接地安全。

3.4高速铁路接触网的防雷建议

在铁路线路中，为了可以屏蔽接触网和正馈线，在高速铁路线路上增设了一根铝包芯铝绞线架空地线。为了避免直接雷害，建议处于平均雷电日在40天以上的高速铁路，整条线路都要架设避雷线，且尽可能将避雷线安装在承力索的上部。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。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。

4结语

高速铁路接触网的防雷问题一直是接触网设计和施工中的重点研究问题，对确保高速铁路正常和安全运行具有重要作用。在对目前我国高速铁路接触网中所采用的防雷措施进行分析之后，提出了相应的改进建议来提高防雷效果。此外，相关技术人员也应积极学习国内外的先进经验和技术，通过有关部门的防雷措施试验和分析来确保防雷措施的可靠性，进而提高高速铁路运行的稳定性。

参考文献

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

[2]范纯勇，夏为，范力学.浅谈高速铁路接触网防雷措施及建议[J].环球人文地理，2017（14）.