摘要:随着国内城市轨道交通规模的迅速扩大，国家加强对城市轨道交通电力网络安全的要求。但是，外界天气的变化容易造成轨道交通架空接触网触及雷电，因而电网的维护人员要开展防雷电的保护工作，维护人员结合架空接触网的具体运行特点，来采取相应的改进措施，以保证轨道交通电网正常运行。
关键词:城市轨道交通；接触网；防雷技术
引言:
当前国内轨道架空接触网的雷害问题已经成为影响轨道交通运行一个重要问题，因而国家政府也出台一系列法律法规和行业标准，促进轨道交通行业持续稳定发展。相关政府部门积极地要求轨道交通运营公司开展防雷措施，以提高电力设备运行的稳定性和安全性
一、接触网设备损坏的原因研究
为整体提升城市轨道交通的防雷能力，电力科学院与天津市的防雷中心进行合作，对天津市内的轻轨运行系统进行模拟分析，重点对津滨轻轨的接触网防雷开展优化设计。给津滨轻轨的接触网每500米装配一台避雷器，让避雷器与桥墩桩基的钢筋有效连接。在没有发生雷电的状态下，避雷器会与钢筋处于断开状态当雷电进入轨道电力系统时，避雷器就可以将雷电电流导入大地中，进而实现减少轨道交通电网中的电压，避免雷击而造成电力设备的损坏。因为，避雷器与实际的接触网没有接地，因此当雷击雷电进入电力系统时，雷电流不能够迅速地流入大地，因此就给支柱部位产生较高的电压值。然而，实际的轨道电力系统接触网被避雷器的钳制住在较低电位，这时有可能造成绝缘子破损，这样就会保护电力系统绝缘子。在受到雷击时，绝缘子内部的温度会急剧升高，较高的温度会损坏绝缘体表面以及造成绝缘子失灵，进而产生电力系统的短路问题。科学研究院的人员通过对接触网电力系统接触雷电后产生的反应进行模拟分析，当接触网支柱不接地时，电网内部的反击电位不会消减，当支柱接地后，反击电位的消减趋势就相对比较明显。因而，可以看出，支柱接地设备对整个轨道交通电网的防雷起着关键性的作用[1]。
二、方案实施
（一）接触网支柱接地方案的实施应用
通过对轨道交通接触支柱接地进行研究分析，可以看出支柱接地对防止雷击，减轻雷击对轨道电力系统的影响具有关键性的作用。在津滨轻轨的接触网内部，正常的供电电压为1500伏，然而为有效地解决支柱接地的问题，就应该考虑桥梁钢筋的腐蚀给实际支柱导流带来的影响。分析人员要着重考虑电位均衡器在正常状态下所展现出来的绝缘性。科学院通过研究支柱接地之间的距离，以综合地提升接触网的防雷击能力。日本规定支柱接地之间的距离为500米，但是科学院的研究人员通过开展模拟分析表明，当各个接地柱之间的距离为200米时，接触网系统的防雷击能力最高。
（二）应用串联间隙避雷器实施方案
为整体提升轨道交通接触网防雷击的能力，工作人员要重点保护设备的绝缘子，提高绝缘的能性能。电力科学院研制出来串联间隙避雷器，这种避雷器主要是由通过安装串联间隙设备，以及应用避雷器本体电力设备。安装人员可以将避雷器安装在接触网的关键部位，并将避雷器与绝缘子实现并联，应用间隙避雷器，可以将雷击的冲击转移至串联间隙上，串联间隙的距离要7厘米左右。
三、防雷问题的几点思考分析
经过对轨道接触网防雷系统的研究分析，可以发现，在国内雷暴天气密集、雷击强度大的区域，给轨道交通电力设备安装避雷器，可以避免雷击给电力系统带来的伤害，以及降低雷击对列车运行的影响。
（一）科学控制支柱接地的距离
轨道交通维护人员要给轨道交通接触网安装支柱接地，每隔200米安装一个支柱接地（如图1所示）。此时，支柱要保持与地面系统的联系，同时要给接地系统安装均衡器来有效地减少雷电乱流的问题。通过应用先进的支柱接地设备，可以增强区域轨道交通接触网防雷能力，进而将雷击的给轨道交通系统带来的损失减少降到最小[2]。
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图1 轨道防雷设计
（二）增加避雷器数量
轨道交通的设备的管理人员要及时地给接触网增加避雷器，研究人员科学地分析实际轨道运行的状况，来设置避雷器的数量。通过增加避雷器数量可以有效地避免雷击，以及减少绝缘子闪络的问题。经过大量的研究分析发现，给接触网安装避雷器，可以整体提高电力网络运行的效率和运行质量，保证列车通行的安全。
（三）给承力索安装避雷线
城市轨道交通公司要提高整体轨道电力网络的安全运行能力，给承力索安装避雷线，可以将雷击导入大地中，进而提高电力网络的防雷能力。自然界中的雷电电流会通过避雷线而迅速地流入大地，避免对电力设备的损伤，以及影响电力机车的通行安全。通常情况下，国内的轨道交通公司会给每个电杆安装避雷线，尤其是处于雷电频发的部位，轨道交通公司会安装优质的避雷器和避雷线，并组织维修人定期对避雷线的正常运行情况进行检查分析，及时更换已经损伤的避雷线。
轨道交通公司要给轨道交通输电网安装架空地线，并将架空地线牵引至变电所。轨道交通公司的维护人员将接触网的绝缘子与金属底座、开关底座相联系。同时，在接触网的开关处，也要设置安装避雷器，将桥墩底部的钢筋网作为避雷器连接地面的关键部件，来保证接地电阻不超过10欧。
四、结束语
随着国内轨道交通技术的飞速发展，轨道交通公司也要加强对雷电的研究，通过研制出优质的雷电防控技术，来增强电力系统运行的安全性。轨道交通公司与科学院进行合作，对轨道交通接触网雷电雷击过程进行模拟分析，进而检验轨道电力系统对雷电的防控能力。轨道交通公司要科学地布置支柱接地的距离，以及增加轨道交通电力系统中的避雷器数量，进而提高电力系统的防雷能力。此外，轨道交通的公司设备维护人员要给电杆安装避雷线，以促使雷电电流通过避雷线导入大地，减少雷击对电力设备的损坏。
参考文献：
[1]李志远.城市轨道交通接触网简单悬挂平腕臂拉线不受力分析[J].工程技术研究,2019(9):67-68.
[2]张世显.城市轨道交通接触网绝缘子故障原因及预防措施浅析[J].机电信息,2017(18):83-84.
论文作者:魏宏现
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：避雷器论文; 轨道交通论文; 雷电论文; 避雷线论文; 支柱论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 《工程管理前沿》2020年第1期论文;