浅谈电气化铁路接触网防雷技术

迮继亮　曹兵　邢西沙　高健

（济南铁路局调度所，山东 济南 250001）

【摘要】电气化铁路以其牵引力大、速度快、能耗少、效率高、价格低、无污染等优点逐渐成为铁路运输的发展方向。接触网作为电气化铁路的重要组成部分，绝大部分裸露于自然环境中且没有备份。如果防雷措施不当，可能引起绝缘子损坏、造成线路跳闸，将直接影响电气化铁路运营。同时雷击产生的侵入波过电压通过接触网传入牵引变电所，可能引起所内电气设备的损坏，造成更大的损失。因此做好接触网的防雷工作，减少接触网雷击故障不仅可以提高接触网本身的供电可靠性，而且可以使牵引变电所安全运行得到保障。对提高电气化铁路运输安全和效率具有十分重要的意义。

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关键词 电气化铁路；接触网；防雷；保护措施

1　电气化铁路接触网遭受雷击的现状

我国地理面积广阔，不同地区气象条件差异很大，依据雷电日的不同，分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区和超强雷区。

从目前开通的电气化铁路运行情况看，对于雷击接触网线路，概括起来可以划分为三种情况：

（1）雷击接触网附近的地面，在接触网上引起感应过电压。

（2）雷击支柱，在支柱上产生冲击电压，同时在接触网上引起感应过电压。

（3）雷直击于接触网，在接触网上产生行波过电压。

根据统计数据分析，部分线路雷击事故比较频繁。具体危害表现为：雷电造成接触网绝缘子闪络，引起牵引变电所跳闸；铁路隧道中，常出现雷电击穿水泥壁；接触网支柱被雷击损坏等。

2　接触网遭受雷击危害造成的影响

雷击发生时，会在接触网线索上产生过电压，当超过线路绝缘水平时，接触网线路发生绝缘闪络，造成接触网跳闸，严重时会发生断线事故，根据铁路相关规定，客运专线接触网跳闸后，不论跳闸自动重合成功或重合失败强送电成功，原因不明时，本线及邻线都要限速运行，必将会对列车运行秩序造成影响，当跳闸重合失败，试送失败，造成中断供电，将对运行秩序造成更大的影响。

3　接触网防雷措施的特点

接触网防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称之为耐雷水平；每百公里每年由雷击引起的跳闸次数称之为雷击跳闸率。线路的耐雷水平越高，线路绝缘发生闪络的机会就越小。电气化铁路牵引系统的绝缘、过电压保护和绝缘配合直接关系到接触网的防雷性能。

接触网是一种特殊形式的输电线路，其防雷有它的特殊性：

（1）接触网无避雷线，不能有效防止直击雷。接触网系统中的架空地线和架空回流线虽然有一定的防雷作用，但因其架设高度没有达到有效防止直击雷的高度，仅能起到部分防雷作用。

（2）电气化铁道中成排的接触网支柱是利用回流线作闪络保护地线的集中接地，支柱基础上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地电阻较大。

4　常用防雷措施在接触网中的应用

将输电线路中常用的防雷措施，应用到接触网上，能够提高接触网的防雷能力，增强接触网供电的可靠性，保证铁路运输的安全畅通。 接触网的防雷措施主要是安装避雷器和架设避雷线，同时做好必要的接地。

4.1　架设避雷线

架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施，避雷线的主要作用时防止雷直击导线，同时还具有降低导线上的感应过电压以及减少线路绝缘子的电压等。

4.2　降低接地电阻

铁路沿线的土壤电阻率普遍较高，制作低电阻地网十分困难，且投入很大。接触网支柱在使用常规方法作成地网后，其接地电阻大都随着时间的推移而不断增高，而且随着气候的变化而不断变化。针对降低接地电阻的问题，采用的方法有：增大地网面积，增设垂直接地体，深埋接地网，使用降阻剂，零散的接触网支柱设置独立接地极等。可根据实际情况对支柱接地进行监测，使接触网支柱的接地电阻始终在规范规定值之内。

4.3　安装避雷器

在牵引供电系统中，很多采用的供电方式是带回流线的直接供电方式。实际运行中，防雷应用安装比较多的为避雷器。接触网采用的避雷器应体积小、重量轻、结构简单、安装方便，其保护水平应与接触网的绝缘水平配合良好，其保护距离应尽可能大，其密封性、防爆性、耐污性、可靠性等要求比较高，目前接触网常用的避雷器为带脱离器的氧化锌避雷器。对于一般高雷区通常采用局部关键点设置避雷装置进行接触网防雷。在有雷击发生时，只要避雷器的冲击放电电压小于接触网绝缘子的冲击放电电压就会动作以避免变电所馈线断路器跳闸。同时，由于避雷器动作后吸收了雷电能量，绝缘子、支柱的等值阻抗上受到的冲击电压仅为避雷器的残压，提高了接触网的耐雷电冲击水平。

4.4　自动重合闸装置的采用

牵引变电所馈线侧设有自动重合闸装置，由于大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除，在馈线断路器跳闸后，自动重合闸也可恢复供电。在线路正常运行和保护供电可靠性上都发挥了积极的作用。

4.5　加强绝缘子的清扫

我国铁路运输主要特点是客货混运，以货为主，加上铁路线上各类型机车混合牵引，机车内部排出的废气，列车运行时形成的气流将散装货物和各种飘落在道床上的尘埃扬起，铁路线路使接触网绝缘子大量被污染。根据接触网结构特点和铁路运输组织，当绝缘子发生污染后，往往不能及时清洗，从而导致更严重的污染，尤其是铁路隧道中的绝缘子。因此要加强清扫绝缘子尤其是重污染区的绝缘子，以减少闪络。

5　结束语

随着我国电气化铁路运营里程的不断增加，高速客运专线的逐步投入运行，对牵引供电系统的可靠性、安全性提出了更高要求。由于雷电发生的机理十分复杂，我们还不能完全控制雷害的发生，但通过必要的防雷措施，可以减少雷害的发生，为确保牵引供电系统安全可靠运行，我们要不断地总结经验教训，加强运行、检修、维护各个环节的工作，重视防雷的措施和技术改进工作，采取有针对性的防范措施。

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参考文献

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［4］吉鹏霄．接触网[M]．化学工业出版社,2006.

［责任编辑：汤静］