鐵路電力貫通線防雷整治方法研究

耿士斌

（哈爾濱局齊齊哈爾供電段，黑龍江 齊齊哈爾 161002）

0 引 言

電力貫穿線是一種用于向鐵路上行車信號等裝置提供電力來源的輸電線，通常架設于鐵路沿線上，電壓供應值為10 000 V，在電路類型上有兩種，一種是一級負載電路線，另一種是綜合型負載電路線，它們可用于為鐵路線上的通信、信號傳輸和照明設備等提供電力。為了保證整個電路輸送系統的安全運行，需要對鐵路線上的貫通線進行防雷處理，最大程度上避免電路和系統由于雷電襲擊而遭受重創，為鐵路系統的安全與高效運行提供一個良好的環境基礎。

1 線路概況

本文以某條國內鐵路線為例，詳細闡述了防雷整治過程。該條鐵路線是國家重點建設的運輸線路，特建立了一級負載貫通線路和綜合負載貫通線路，都是10 000 V的電壓，且是通過混架方式鋪設。在人口較為密集的城鎮地區使用絕緣電線鋪設。由于所設的線路部分會經過雨水比較集中的地區，并且每年第三季度也是雨水較為頻繁的時節，惡劣的氣候環境對鐵路電路的影響較大。據統計，鐵路貫通線自鋪設完成以來，經常因為雷雨天氣的影響而遭到破壞，出現了多次故障，10 000 V的電路貫穿線易被雷電擊中并擊穿，直接導致設備故障，系統因停電而癱瘓；由于雷雨天氣經常造成設備跳閘，導致鐵路沿線無法得到供電，需要盡快采取有效措施來解決這一問題。因此，提升鐵路線路的雷電防護能力是當前形勢下最為急迫的問題[1]。

2 影響鐵路電力貫通線防雷效果的因素分析

2.1 設備因素

通常情況下，在10 000 V電力貫通線上采用的避雷針都是安置在配電所附近，相對的線路區間的避雷裝置會少很多。需要注意，一旦距離配電間較遠的線路受到雷電打擊時，在較短時間內無法及時將雷電打擊帶來的電壓釋放出去，易導致閃絡擊穿，使得整個電路因跳閘而無法正常工作。根據相關資料顯示，電力貫通線電壓維持在10 000 V，但是若是被雷電擊中后，其瞬時的電壓值可能會達到幾千百伏之高，因此絕緣材料易被擊穿[2]。

2.2 線路因素

不同于平原地帶的線路架設工作，山區地帶的線路架設所面臨的環境異常嚴峻，不僅是地型較大的跨越性所帶來的施工難度，通常也會削弱線路的絕緣性能，尤其是降低避雷性能。如果面臨雷電打擊，會大大提升雷電擊中的概率。此外，由于接地體和桿塔所承受的電流的增加使得它的電位會顯著增加，相導線會產生雷電的過壓，當兩者的電壓差高過閃絡電壓值時，易導致線路出現故障[3]。

3 電力貫通線防雷整治方法

3.1 加裝ZnO避雷器等避雷裝置

市面上的避雷裝置種類非常繁多，并且隨著技術的不斷精度，避雷器的性能也會得到相應的提升，現在被廣泛認可和使用的是ZnO型避雷器。由于該避雷器非常卓越的非伏安特性，使得在正常工作電壓下，僅僅會產生非常小的流經電流，基本是μA或者mA級；一旦出現雷電過電壓，可以及時將能量釋放出去，起到非常好的保護作用。相較于傳統的避雷器，ZnO避雷器之所以能具備良好的避雷性能，在于它的內部不存在放電間隙，可充分發揮非線性特性，快速完成泄流和斷開。考慮到需要進一步提升電力貫通線的雷電防護等級，在線路架設過程中需要對線纜的分支部位等地方進行避雷處理，加強避雷屬性。加裝避雷器之后，可在極大程度上避免閃絡現象。桿塔受到雷擊之后，一部分電流將轉移到大地上，避雷裝置起到的作用是將剩余的雷電電流轉移到臨近桿塔上，當電流值超過限制后，避雷針會自動分流，并提高電位，可有效避免絕緣子閃絡現象的發生[4]。

3.2 提升絕緣水平

電力貫穿線在架設過程中會大量使用電壓耐受性高的絕緣體，目的是大幅度提高線路的雷電防護屬性。對于特別容易出現雷電電擊事故的地區，常常采用P-20T型，而終端桿等則選用盤狀絕緣體，并將片數由兩片增至三片，使得整條線路的電壓耐受性能大幅提升。工作人員還會對整天線路的狀態進行全方位的安全維護與管理，重點是進行線路避雷性能的檢查，檢查現有防護裝置是否存在老化和損壞，如果發現損壞，需要及時進行更換與維修，保障不會由于故障的發生而降低了線路的避雷性能，保證安全穩定的線路狀態。由于鐵路鋪設的部分地區存在沙塵天氣，還有各種氣象污染，緣線會積聚大量的沙塵，削弱線路的絕緣性。為了緩解這一問題，需要將其上的絕緣子進行更換，改由更為復雜的符合絕緣子。圖1為技術工作人員在進行更換作業。

圖1 技術工作人員進行更換作業

3.3 改善接地電阻

該鐵路線路不僅會經過高山地區，還會途經低山地段，兩者之間的相對高度差達到了400 m。在這種情況下，為了進一步提高避雷屬性，需要應用專業的設備測量該地段的地質，主要測量電阻率是否在正常范圍內。當電阻率較低時，需要在該處另行設置接地裝置，改變土壤的電阻值，以確保電阻值可以達到標準值。通常情況下，如果電阻值低于正常值的要求標準，需要由施工人員使用降阻劑，配合向土壤中達到接地體的方式改善土壤的電阻率。按照現行國家標準，在耕地地段鋪設接地體時，需要保障其掩埋的深度控制在合理范圍內，一般的深度規定在80 cm之內，如果地處山石較多的山區地段，掩埋的深度則需要進一步控制，一般在30 cm之內，非耕地地段的掩埋深度，按照國家標準踐行為60 cm左右，同時需要通過搭接的方式在焊接位置進行防腐處理，通過噴涂防腐涂層的方式增加整體的防腐性能。

3.4 其他整治方法

根據常識，雷電天氣下的電閃雷鳴極易產生電弧，導致鐵路貫通線經常遭到雷擊。斷路器在跳閘之后，電弧也會隨之消失。基于此，可在電路中安裝能自動實現合閘的裝置，有效控制電弧的復燃狀況，即便在線路被雷擊之后，也能最快地實現正常供電[5]。穿刺型防雷金具安裝圖如圖2所示。

圖2 穿刺型防雷金具安裝

4 結 論

目前的鐵路線雷擊事件已顯著減少，但是為了確保線路的安全運行，仍然需要根據現場的實際情況進行雷電防護處理和改進，最大限度提升線路的避雷性能和絕緣屬性，即使是惡劣的天氣環境下，也能保證線路的安全性。