高速鐵路牽引供電接觸網(wǎng)雷電防護(hù)探討

董娜

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)在近些年來(lái)發(fā)展迅速。高速鐵路已成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，并且普及程度越來(lái)越廣，高速鐵路通過(guò)接觸網(wǎng)進(jìn)行供電，高速鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的防雷保護(hù)工作是保證我國(guó)高速鐵路發(fā)展，保障人們出行安全的重要內(nèi)容，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)高速鐵路發(fā)展，需要在高速鐵路接觸網(wǎng)防雷保護(hù)方面予以重視，本文結(jié)合實(shí)際，對(duì)高速鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的防雷保護(hù)進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；雷電保護(hù)

一、目前高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電保護(hù)的缺陷

在開(kāi)展高速鐵路接觸網(wǎng)防雷方面，我國(guó)仍然存在許多不足之處。相較于國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn)，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的防雷措施相比，仍然有許多需要改進(jìn)的地方。因此，為了進(jìn)一步保障高速鐵路供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，進(jìn)而保證相關(guān)工作人員的工作安全，需要加強(qiáng)培訓(xùn)，不斷增加相關(guān)人員的防雷知識(shí)，進(jìn)而保證相關(guān)工作人員熟練掌握高速鐵路牽引供電網(wǎng)的相關(guān)防雷保護(hù)機(jī)制，

1.直擊雷的防護(hù)問(wèn)題。高速鐵路的牽引供電系統(tǒng)在電力等級(jí)上而言是35千伏。因此，在對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行防雷保護(hù)設(shè)計(jì)方面，需要考慮35千伏輸電線路的具體防雷情況，并緊密結(jié)合鐵路接觸網(wǎng)的實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，在整個(gè)接觸網(wǎng)防雷保護(hù)中，由于沒(méi)有避雷線架設(shè)，因此，需要對(duì)關(guān)鍵設(shè)備加裝避雷器，對(duì)高架橋等主體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)予以保護(hù)。高架橋接觸網(wǎng)相對(duì)于地面而言，具有110千伏架空線，因此，避雷線的缺失，使得高架橋接觸網(wǎng)很容易受到直擊雷的危害，直擊雷一般會(huì)從以下幾方面對(duì)高架橋接觸網(wǎng)進(jìn)行侵害，首先，是對(duì)承力索進(jìn)行雷擊，當(dāng)雷電擊中后，就會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的絕緣子發(fā)生閃絡(luò)情況，其次，還會(huì)對(duì)正饋線進(jìn)行雷擊，當(dāng)正饋線受到雷擊后，懸掛式絕緣子便會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)，其次，還會(huì)對(duì)相關(guān)的保護(hù)線路造成雷擊，這種累積則會(huì)引起兩種絕緣子同時(shí)發(fā)生閃絡(luò)。

2.沖擊接地電阻的問(wèn)題。高速鐵路和普通鐵路相比，具有許多突出特點(diǎn)。例如，在高速鐵路的牽引過(guò)程中所需要的電流比普通鐵路大很多，這就導(dǎo)致鋼軌的電阻較大，以客運(yùn)線為例，與鋼軌電位相比，普通列車(chē)對(duì)于相關(guān)線路的建設(shè)要求更低，而高鐵線路在建設(shè)過(guò)程中，由于相對(duì)電流較大，導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)人員在工作過(guò)程中很容易出現(xiàn)觸電事故，再加之絕緣老化的影響，都會(huì)對(duì)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)造成不利影響。因此，在發(fā)展高速鐵路過(guò)程中需要緊密配合接地方式，在部分地段需要建立接地電極，并且，將接地電阻進(jìn)行嚴(yán)格選取，高鐵建設(shè)過(guò)程中遇到雷擊情況，受到雷擊電流的沖擊影響，在有限時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生電流泄漏，進(jìn)而引起接地電阻超過(guò)正常值，導(dǎo)致絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。

3.不同地區(qū)對(duì)于接觸網(wǎng)雷電防護(hù)有差異。不同地區(qū)由于土壤環(huán)境不同以及其他環(huán)境因素的影響，在高速鐵路建設(shè)過(guò)程中，具有跨度大的特點(diǎn)，在鐵路線上，高速鐵路沿線會(huì)涉及諸多類(lèi)型土壤參數(shù)，在不同參數(shù)的土壤環(huán)境下，雷擊危害的程度也不同，因此，雷擊防護(hù)應(yīng)當(dāng)具有針對(duì)性，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境特點(diǎn)，在開(kāi)展雷擊防護(hù)工作時(shí)，需要將差異性加以進(jìn)一步考慮，使得雷擊防護(hù)措施更加完善，保證雷擊防護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮作用。

4.雷擊對(duì)接觸網(wǎng)的影響。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)我國(guó)高速鐵路牽引接觸網(wǎng)受到的雷擊方式進(jìn)行分析和計(jì)算，總結(jié)出以下結(jié)論，在接觸網(wǎng)所在的地區(qū)一年內(nèi)若平均累積了較多，那么接觸網(wǎng)所受到的累積頻率也會(huì)更大，通常來(lái)說(shuō)，在每平方公里土地上所遭受的雷擊次數(shù)與平均雷電日密切相關(guān)，雷電日數(shù)目越多，則遭受雷擊的概率也會(huì)更大，與此同時(shí)，在遭受雷擊時(shí)，接觸網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，遭受雷擊時(shí)，電流會(huì)進(jìn)一步流入接地點(diǎn)，在相關(guān)支柱上會(huì)產(chǎn)生接地過(guò)電壓。電壓的數(shù)值也會(huì)直接與接地電阻和接地電流的輻射值密切相關(guān)，他們的關(guān)系是成正比的。此外，雷電通道所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)變化，也會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)感生電壓，在感生電壓不斷發(fā)展過(guò)程中，會(huì)隨著雷擊電流的平均值而發(fā)生變化，沖擊過(guò)電壓相互疊加，會(huì)共同對(duì)接觸網(wǎng)造成雷擊影響。

二、高速鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的雷電防護(hù)

為保證高速鐵路正常運(yùn)行，避免雷電危害，對(duì)于安全防護(hù)方面，應(yīng)當(dāng)予以足夠重視，牽引供電接觸網(wǎng)的防雷保障工作意義重大，相較于國(guó)外，我國(guó)牽引供電接觸網(wǎng)的雷電防護(hù)仍然存在一定的缺陷，在很大程度上都沒(méi)有十分成熟的技術(shù)，在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守基本流程防止事故發(fā)生。

1.接觸網(wǎng)的防雷原則。接觸網(wǎng)的防雷，需要根據(jù)高速鐵路的客運(yùn)，貨運(yùn)不同規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出有針對(duì)性的具體的防衛(wèi)措施，其次，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同地域以及和不同戰(zhàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，對(duì)接觸網(wǎng)防衛(wèi)措施進(jìn)行明確細(xì)致的規(guī)劃，最后，還要將實(shí)際跳閘數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確區(qū)分實(shí)際跳閘，與雷區(qū)劃分結(jié)合，將接觸網(wǎng)防雷與站房防雷等結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮避雷針和避雷線的防雷作用，進(jìn)而防止雷擊事故的發(fā)生。其次，還應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合氣候環(huán)境條件和地理環(huán)境條件，對(duì)防雷措施的設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的研究，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及設(shè)備材料密度等方面進(jìn)行精心選擇，進(jìn)而保證安全同時(shí)兼顧效益。

2.防雷的具體建議。首先，對(duì)于雷電多發(fā)地段，在較為空曠的地區(qū)以及高架橋等地段，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防雷保護(hù)。其次，還應(yīng)當(dāng)注重架設(shè)絕緣避雷針和避雷線。在架設(shè)避雷針的同時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行分析，對(duì)雷電電流以及跳閘數(shù)據(jù)進(jìn)行充分結(jié)合，分析避雷器的安裝密度，并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。其次，還應(yīng)當(dāng)掌握放電間隙。預(yù)防雷擊在區(qū)間接觸網(wǎng)的頂端架設(shè)避雷線，同時(shí)，避雷線的數(shù)目選擇應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合當(dāng)?shù)乩纂娙眨⒓右詳?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)相關(guān)計(jì)算，對(duì)避雷針和避雷線的保護(hù)范圍予以確定。對(duì)于支柱兩側(cè)的高壓帶電部分，也應(yīng)當(dāng)注重在頂部布置相關(guān)防雷機(jī)械，減少雷擊對(duì)接觸網(wǎng)高壓部分的放電損害，與此同時(shí)，通過(guò)架設(shè)避雷線和其它絕緣保護(hù)措施和避雷針單獨(dú)接地的運(yùn)用，達(dá)到減少支柱直擊雷和反擊雷對(duì)系統(tǒng)造成的放電效果。

總結(jié)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，高速鐵路為人類(lèi)出行帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也滿足了人們對(duì)出行舒適便捷方面的要求，但與此同時(shí)，也對(duì)鐵路方面運(yùn)營(yíng)的安全性提出了進(jìn)一步的要求。在開(kāi)展高速鐵路接觸網(wǎng)防保護(hù)方面，需要積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)并加以整合吸收，與我國(guó)具體環(huán)境相結(jié)合，采取更為經(jīng)濟(jì)有效實(shí)用的防雷保護(hù)措施，從而避免鐵路供電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中遭受雷擊而導(dǎo)致供電中斷或事故的發(fā)生，今后我國(guó)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的防雷保護(hù)工作一定會(huì)有所突破，越做越好。

參考文獻(xiàn)

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[2]李鵬.高速鐵路牽引供電接觸網(wǎng)雷電防護(hù)策略探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2017，（2）.

（作者單位：寧夏中科天際防雷股份有限公司）