電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)探討

孫成富

摘? 要：電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷主要通過防雷裝置來產(chǎn)生作用，避雷器是防雷裝置的核心工具。電氣化鐵道接觸網(wǎng)是特殊輸電線路，主要向沿線鐵路、鐵軌上的電力機(jī)車供電。本文主要分為兩個(gè)部分，第一個(gè)部分是分析電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)，主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分別是接觸網(wǎng)雷擊電壓和接觸網(wǎng)避雷器。第二個(gè)部分是分析電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷技術(shù)優(yōu)化策略，具體包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，避雷裝置與避雷檢測技術(shù)的應(yīng)用、安裝避雷裝置失效恢復(fù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道;接觸網(wǎng);防雷;避雷器

引言

電氣化鐵道接觸網(wǎng)安裝在露天區(qū)域，裝置具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性，容易遭受雷擊，引發(fā)鐵路運(yùn)輸安全事故，產(chǎn)生不可估量的嚴(yán)重后果。鐵路運(yùn)輸工程規(guī)劃與建設(shè)周期較長，涉及不同方面的內(nèi)容，為確保鐵路運(yùn)輸環(huán)境安全，要高度重視電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷設(shè)計(jì)與施工，制定相應(yīng)的防雷標(biāo)設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)，充分運(yùn)用科學(xué)有效的防雷技術(shù)，精準(zhǔn)定位避雷裝置，保障電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮防雷裝置的最佳防雷效果，減少甚至避免雷擊接觸網(wǎng)線路事故損失。

一、電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)

電氣化鐵道建設(shè)數(shù)量持續(xù)增長，鐵路運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)增加，對人員、物資等的安全運(yùn)輸造成威脅，為降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)性，要不斷優(yōu)化電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)，優(yōu)化避雷裝置設(shè)計(jì)與施工。

（一）接觸網(wǎng)雷擊電壓

電氣化鐵道延伸范圍越廣，接觸網(wǎng)線路也隨之延伸擴(kuò)大。經(jīng)過雷云時(shí)，會遇到較強(qiáng)電流，影響接觸網(wǎng)線路的正常運(yùn)行，接觸網(wǎng)線路傳輸電力時(shí)會產(chǎn)生較大負(fù)載壓力，承受不同程度大小的雷擊電壓，且對接觸網(wǎng)線路周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。當(dāng)接觸網(wǎng)線路上面的絕緣子絕緣性較低，或者雷電與接觸網(wǎng)線路之間的間距距離較短，接觸網(wǎng)線路會出現(xiàn)絕緣閃格現(xiàn)象，引發(fā)雷擊接觸網(wǎng)線路安全事故。為妥善解決雷擊接觸網(wǎng)后產(chǎn)生的問題，要不斷提高棒式絕緣子的絕緣效果，并充分考慮到區(qū)域環(huán)境條件、雷電天氣等情況，優(yōu)化接觸網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)布局，強(qiáng)化支柱支撐效果，提升電氣化鐵道接觸網(wǎng)避雷能力。

（二）接觸網(wǎng)避雷器

接觸網(wǎng)線路防雷裝置是避雷器，常見避雷器包括管型避雷器、氧化鋅避雷器、碳化硅閥型避雷器、角隙避雷器。不同類型的避雷器對應(yīng)不同的構(gòu)造與性能。管型避雷器在實(shí)踐應(yīng)用中存在的缺陷是分散雷擊，容易受到大氣環(huán)境影響，環(huán)境適應(yīng)性較弱，并未被廣泛應(yīng)用于不同地區(qū)的電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷裝置中。氧化鋅避雷器是適用范圍最廣的一種避雷器，制造數(shù)量較多，應(yīng)用此種避雷器時(shí)，零部件容易發(fā)生故障問題，裝置折損率較高，使用年限不長，需要頻繁更換新避雷裝置。碳化硅閥型避雷器的主要缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，制造程序繁瑣，制造成本較高，尚未獲得規(guī)模化量產(chǎn)，相應(yīng)的產(chǎn)品定價(jià)較高，安裝此種避雷器，要承擔(dān)較大的經(jīng)濟(jì)成本【1】。碳化硅閥型避雷器的性能優(yōu)勢特征并不明顯，在實(shí)踐應(yīng)用中不一定能夠確保會起到較好的避雷效果。角隙避雷器 構(gòu)造簡單，操作方式簡便，造價(jià)不高，在實(shí)踐應(yīng)用中存在的主要問題是容易受到異常天氣影響，不能長時(shí)間抵御雷擊，避雷裝置使用時(shí)間越長，其避雷效果越差。如果此種避雷器的角隙中存在異物，當(dāng)遇到雷雨天氣時(shí)，遭受雷擊后會燒毀避雷裝置，其安全風(fēng)險(xiǎn)性較高。接觸網(wǎng)避雷器在實(shí)踐應(yīng)用中都會產(chǎn)生不同問題，后期維修成本較高，為妥善解決此種問題，要充分結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，及時(shí)觀測氣候變化，總結(jié)氣候變化特征要，優(yōu)化設(shè)計(jì)避雷裝置結(jié)構(gòu)，降低露天環(huán)境對避雷器所產(chǎn)生的不良影響。

二、電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷技術(shù)優(yōu)化策略

（一）避雷裝置與避雷檢測技術(shù)的應(yīng)用

避雷器設(shè)備構(gòu)造、用途、品質(zhì)等要素，會直接影響防雷裝置所起到的防雷效果。分析電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)，要將研究重點(diǎn)落腳到避雷器構(gòu)造、性能等方面。以行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為前提，統(tǒng)計(jì)雷電日天氣，結(jié)合天氣統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將電氣化鐵道的延伸區(qū)域劃分為強(qiáng)雷區(qū)、高雷區(qū)、多雷區(qū)、少雷區(qū)，進(jìn)行分區(qū)域管理，優(yōu)化接觸網(wǎng)線路架設(shè)結(jié)構(gòu)，安裝不同組合形式的避雷裝置【2】。從接觸網(wǎng)線路磨損層面考慮，選用耐磨性能較好的導(dǎo)線材質(zhì)。針對避雷裝置故障問題，加強(qiáng)裝置維修與管理，及時(shí)更換故障設(shè)備。加強(qiáng)避雷檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用，結(jié)合近期天氣情況，合理規(guī)劃避雷裝置結(jié)構(gòu)，選用新型避雷器。加快避雷器的創(chuàng)新研發(fā)，加快新型避雷器的推廣應(yīng)用，同步安裝避雷檢測裝置，充分發(fā)揮避雷檢測技術(shù)優(yōu)勢，及時(shí)檢測雷擊接觸網(wǎng)情況，采取對應(yīng)的應(yīng)急處理措施。以強(qiáng)雷區(qū)為例，雷擊強(qiáng)度最大，雷電日數(shù)較多，要獨(dú)立安裝避雷線，精準(zhǔn)把控避雷線保護(hù)角安裝方位，確保其處于安全環(huán)境中。增設(shè)避雷裝置，確保電氣化鐵道重要部位處安裝避雷裝置。其次，合理規(guī)劃電氣化鐵道接觸網(wǎng)保護(hù)線，架設(shè)防雷保護(hù)線，能夠延伸避雷裝置的保范圍。防雷保護(hù)線以接地線為主，注意要精確定位架設(shè)區(qū)域，提前標(biāo)記架設(shè)地點(diǎn)，按照正確操作方法完成保護(hù)線架設(shè)。

（二）安裝避雷裝置失效恢復(fù)系統(tǒng)

電氣化鐵道建設(shè)范圍逐漸擴(kuò)大，電氣化鐵道施工現(xiàn)場情況較為復(fù)雜，大部分鐵路工程的施工區(qū)域集中在山區(qū)、荒漠等，施工條件艱苦，地質(zhì)地貌特征復(fù)雜，不利于開展常態(tài)化維修管理。修建應(yīng)急維修基站時(shí)，會因現(xiàn)實(shí)環(huán)境條件制約而產(chǎn)生較多問題，增加施工難度，增加施工成本。部分沿線鐵路區(qū)域缺乏充足數(shù)量的應(yīng)急維修基站，對接觸網(wǎng)線路的維修檢查不及時(shí)，會增加避雷裝置故障風(fēng)險(xiǎn)，降低避雷效果。其次，安裝電氣化鐵道接觸網(wǎng)避雷器方面，存在規(guī)劃不合理、重復(fù)安裝等情況， 不僅會降低裝置避雷效果，也會造成資源浪費(fèi)。要合理設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)，增加應(yīng)急維修基站修建數(shù)量，定期檢查接觸網(wǎng)線路，不斷擴(kuò)大防雷技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用效果。電氣化鐵道接觸網(wǎng)避雷裝置的使用時(shí)間較長，有時(shí)會出現(xiàn)防雷裝置失效的情況，降低避雷效果。安裝避雷裝置失效恢復(fù)系統(tǒng)，是確保接觸網(wǎng)避雷裝置穩(wěn)定運(yùn)行的應(yīng)急處理方法【3】。完善相應(yīng)的應(yīng)急處理機(jī)制，當(dāng)發(fā)生故障問題后，電氣化鐵道能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成自動修復(fù)，恢復(fù)正常供電，確保鐵路運(yùn)輸安全。

結(jié)語

布設(shè)安裝電氣化鐵道接觸網(wǎng)，主要承載鐵路沿線交通工具運(yùn)行供電，電氣化鐵道接觸網(wǎng)是普通列車最為主要的功能方式，是高鐵動車穩(wěn)的唯一功能方式，為交通運(yùn)輸保駕護(hù)航。現(xiàn)階段我國電氣化鐵道數(shù)量線呈現(xiàn)出逐漸增長趨勢，為交通運(yùn)輸提供極大便利，同時(shí)也增加了雷擊接觸網(wǎng)線路事故的安全風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)部門要加快接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，加快避雷裝置設(shè)備的優(yōu)化升級，積極解決避雷裝置在實(shí)踐應(yīng)用中產(chǎn)生的各種問題，強(qiáng)化避雷裝置防雷效果，充分發(fā)揮避雷裝置的安全防護(hù)作用。

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