浅谈高速铁路接触网防雷措施

摘 要：高速铁路的发展迅速，使得接触网作为来担负高铁机车的供电设备具有着十分重要的作用，接触网位于高铁线路走向的最上方，接触网它极易遭受雷击的影响而引起设备的损坏。本文根据国内外接触网的防雷现状和防雷措施的具体实施，分析并计算出了是否要采用避雷线，接触网遭受雷击的过程也是它过电压情况、耐雷水平的反馈，在仿真的软件测试中搭建相应的接触网遭受雷击模型，仿真软件的使用的验证了接触网架能否达到避雷的效果，为了高速铁路的接触网全线架设避雷线的防雷作用提供了有利依据。

关键词：高速铁路；接触网；防雷；措施

从目前我国的高速铁路的开通情况来看，一部分的线路雷击事故还是较为频繁的，雷害导致的跳闸也是其中的一个重要因素。随着我国铁道运营里程的快速发展，重载以及高速铁路的迅猛发展，从而减少因接触网发生雷击故障而造成的事故发生，它具有重要的理论意义与工程应用价值。我们可以利用电气化的几何模型来分析回流线对于接触网雷击的屏蔽效果，并通过仿真软件分析雷击回流线的时候接触网上所感应的电压。并深入研究高速铁路 AT 供电的方式以及接触网避雷线的保护情况，从而推导出高架桥单线与复线铁路的避雷线设计高度。

一、国内外高速铁路接触网防雷的现状

随着我国高速铁路的快速发展，应考虑牵引高铁线路的结构等级与所经过的地区的雷电灾害频率，所经过的土壤所含电阻率与地形地貌等自然条件的情况，共同来设计牵引系统所进行的防雷设计。欧洲率先就拥有高速铁路的国家之一，它对雷击的接触网造成了牵引性的供电系统灾害有着丰富的实践经验，设计的标准是一年时间之内 100千米牵引网将会遭受雷击的次数来做为评定的标准，只是采用牵引变电的配带综合性自动重合闸与避雷器来限制雷电电压过高，避雷器不能够减少因雷电的侵入而减少损害接触网的次数，只能够对接触网的过电压起到有效的保护作用。无论是对于欧洲的气候条件还是经济等方面的因素考虑高铁的接触网进行有效的避雷也是十分重要的。

二、国内接触网防雷接地设计的概况

我国铁道接触网的防雷设计主要是依据《高速铁路设计规范》、《铁路电力牵引供电设计规范》与《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》来进行规定的。根据雷电日的数量来分为4个等级管理区域：年平均雷电日在20d及以下地区为少雷区，年平均雷电日在20d以上、40d及以下地区为多雷区，年平均雷电日在40d以上、60d及以下地区为高雷区，年平均雷电日在60d以上地区为强雷区。《高速铁路设计规范》中规定重污染或是重雷区以及高路基、隧道口等重要的地段接触网应该增设氧化锌避雷器。接触网中的防雷设备主要是指接触网上所安装的避雷器，为了减少对综合接地系统上其它电气设备的影响。

三、高速铁路接触网防雷的措施

（一）接触网安装形式

现有高速铁路一般是采用AT供电方式，AF线与PW线安装位置，此时的PW线安装位置在AF线下方。采用电气应为：几何模型与先导发展模型的应计算该安装形式下的接触网线路来直接减少落雷的闪络概率，将它调试为自然雷中的90%为负极性。雷击闪络的次数和线路的暴露宽度 D（ I）以及地闪密度是息息相关的。再乘以地闪密度即可以求出线路的年雷击闪络次数。PW线位置提高后还可对AF线与T线产生屏蔽，AF 线与T线直接落雷的次数将会大大的降低，但PW线落雷的雷电流幅值较高的时侯还是会造成AF线与 T线绝缘子的反击闪络，另外AF线与T线绝缘子仍存在雷电感应闪络的可能。

（二）合成绝缘子的采用

雷电所造成的接触网重合闸失败，将会导致供电的停止，其最根本的原因就是绝缘子受到了工频续流电弧烧蚀后的炸裂、破损，线路绝缘不能自行进行恢复，重合闸就会失败。如上所述，为了防止绝缘子的烧蚀损坏，一定要防止线路闪络与工频电弧建立。目前，我国输配电线路中所采用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子与合成硅橡胶绝缘子，线路所具备的重合闸条件，而非瓷绝缘子烧蚀后的伞群已是完全脱落的。合成绝缘子在工频电化烧蚀之后，硅橡胶材料的成分将会发生变化，材料中遇热的易分解成分完全挥发，合成的绝缘子对提高线路 重合闸成功概率有一定的优势，并不能够完全解决线路的防雷问题，建议作为其它主要防护手段的辅助手段规避。

（三）接触网防雷接地

《建筑物防雷设计规范》中规定：对于部级的会堂、大型展览与博览建筑物、部级档案馆的重要给水水泵是特别重要的建筑物，应该划为第二类的防雷建筑物。对第二类的防雷建筑物的外部防雷装置应接地设置，相应同时设定方闪电感应、内部防雷、电气与电子系统等接地共用装置建设，雷击时都会成为雷电流的引下线路。当采用综合性的接地系统时，综合性接地系统的接地电阻不能够大于1欧姆，在综合性接地施工的过程中要及时施工完成，还应实测接地的电阻，如果达不到建网的要求，应该采取可靠有效的降阻措施。

四、结论

鉴于高铁的雷电防护问题它从原理上是无论采用何种措施，都只能够减少雷电所引起的故障概率或是跳闸概率，AF线悬挂的采用合成绝缘子，应认真做好接触网的防雷接地措施。我国目前的规范都只有相关的措施要求，但是没有接触网系统的耐雷水平与跳闸率或是故障率等具体的规避标准，防雷设计的深度不容易把握。总而言之，建议完善我国高铁的接触网系统的耐雷水平、跳闸率或是故障率等具体指标，应积极设定科学合理的规避方针，铁路综合性接地系统便是极好的雷电引下接地装置，应该充分利用。

参考文献

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作者简介：吴文斌（1986-），男，汉族，籍贯：江苏无锡，本科，助理工程师，专业：铁路供电，单位：上海铁路局杭州供电段无锡供电车间。