(中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司 陕西西安 710000)
摘要：本文是通过对于国内外接触网的防雷现状进行仔细地分析研究，分类讨论一下接触网的雷害以及相关的一些防雷技术，并且结合京沪高铁接触网系统目前存在的一些缺陷提出改进的建议。
关键词：接触网系统；电气化铁道；防雷
我国面积广阔，电气化铁路也是横跨东西纵跨南北，因为地势有差别，所以铁路经过的地方也是有着千差万别的地理气候，情况比较复杂。尤其是高铁的建设，高速铁路一般采用的是高架桥的方式，因此小区域内的相对高点就是接触网，这样一来接触网受到雷击的几率就大大地上升。如果接触网遭受雷击，那么就会导致绝缘闪络而发生断裂，线路也会发生掉闸等各种安全事故，如果情况很严重，列车就会停运，一旦列车停运就会给铁路的运输造成很大的影响。所以一定要将接触网的防雷工作做好，使电气化铁路能够在安全稳定以及不间断供电的环境下运行。
一、简述国内及国外接触网的防雷设计
1.1分析国内接触网防雷设计的现状
铁道的电器化设计有相关的规定：重雷区必须安装避雷装置。而那些应该安装避雷装置的重点位置是分相以及站场端的绝缘关节、供电线或者是AF线连接到接触网上连接处、长度2000米以上的隧道两端。
一些数据的统计表明，目前我国的对于接触网的线路防雷的措施做的并不是十分到位，到目前为止，常常发生因为雷击引发的雷害现象，尤其是那些雷害活动十分频繁的地段。因为这些雷害现象，给铁路运营造成了许多无法估量的损失。
1.2国外接触网防雷措施
德国的接触网防雷措施本着这样的一个出发点：不考虑直击雷的防护的时候，每一百千米的接触网在一年内可以遭受一次雷击。德国的接触网防雷措施只是在雷电经常发生的地段，采用避雷设施，为了能够实现限制雷电过电压，但是其他的地段则不采用防雷装置。
日本这个国家属于典型的海洋岛国，所以日本的雷电灾害频繁。日本用雷击的频率和线路是否重要的程度，把国土的防雷等级分为ABC三个区域，并且根据划分，并就对应的避雷措施出台了方案。
二、接触网系统雷害分布
一般情况下，雷击的部位往往都是不相同的，我们根据不同的雷击位置，将雷击接触网的线路分成三种情况，包括：雷击支柱、雷直击接触网或者雷击接触网附近的地面。在这三种情况中，前两种是因为剧烈的电磁场变化，使接触网上出现了感应过电压的现象，而第三种情况是因为行波过电压会在较大雷电流经接触网时出现。
2.1雷击接触网支柱
雷击接触网支柱同样会引起绝缘子的闪络。如果支柱遇到雷击，那么雷电流就会通过支柱流进大地中，这样一来就形成了反击过电压，如果再加上接触网导线上产生的感应过电压，就会产生非常高的雷电过电压。
2.2雷直击接触网
雷击产生的雷电流会沿着接触网的两侧进行流动，因为接触网的长度很长，我们可以认为两侧的雷电流是对称分布的。
2.3雷击接触网附近的地面
如果雷击的点距离接触网大于65米时，可以根据公式U=25*Ih/S(kV)对接触网上感应过电压的最大值进行计算。衡量绝缘子的耐雷水平重要的参数就是百分之五十的闪络电压，就是说如果发生闪络，那么绝缘子上的电压就超过了这个值。
三、接触网系统防雷
3.1通过对一些数据以及实际的分析及研究，铁路接触网的防雷原则是：划分雷区等级，记录雷击跳闸率，然后将二者结合起来，制定出一套合理的防雷措施，做到真正有效的铁路防雷工作。将战场防雷和站房防雷结合在一起，制定防雷计划。将接地系统和接触网防雷改造结合在一起，制定安全合理有效的防雷措施、各种的防雷措施装置互相结合，实现多种防雷设施的优势互补，能够更好地完成铁路接触网的防雷工作。当然，避雷器以及接闪器相互结合，实现良好的防雷效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2防雷的关键技术
目前的防雷技术主要由以下几个方面：
（1）安装避雷线防雷
实践表明，如果安装避雷线可以提高耐雷的水平。架设避雷线的目的就是能够防止雷击，因为接触网系统设施的绝缘性很差，一般由雷电过电压引起闪络占了大部分，所以架设的避雷线除了能够防止雷击，还需要具备防感应雷的功能。避雷线一般安装在承力索的上方或者是支柱的上方。
（2）安装避雷器防雷
当安装的避雷器的数量越多的时候，就能够有效的减少雷击跳闸率，所以为了能够拥有一个效果良好的避雷效果，就应该数量密集的安装避雷器。但是在实际的情况下，避雷器对于电压有限的保护不是适合所有的区域，因此施工人员应该在雷击比较频繁的地段安装大量的避雷器，会得到良好的保护效果。
（3）选用合适的绝缘子
如果遭受雷击，绝缘子就会损坏，绝缘子损坏后绝缘性难以恢复，就会导致供电系统的故障。在污秽的环境之下，绝缘子耐雷击的能力就会下降，所以如果是污染严重，封杀比较大的地域，就应该有选择性的选择大爬距、抗污性能良好的复合绝缘子使用。如果遇到雷雨天，雨水可能会造成绝缘闪络，所以在雷雨频发的地段应该选择伞裙结构以及大爬距的绝缘子比较好。
（4）可靠接地
做好接地技术，也可以对接触网系统产生良好的效果，防雷技术的关键环节也包括接地技术。接地技术主要是能使得雷电流顺利的导向大地。接地技术从工作性质上主要分为工作接地以及安全接地。
四、现有的防雷体系的缺陷以及改进措施
4.1 防护强对直击雷
京沪高铁在进行接触网防雷设计时参考的主要是电力系统35kV的输电线路，其全线很大部分都没有避雷线设置，目前的接触网系统也只是在关键的部位设置一些避雷器。这样做的结果是现在的防雷系统效果较差，特别是在直击雷与感应雷的防护方面。如何改进，就需要增设一些避雷线。
4.2 采用避雷器在线监测技术
目前，京沪高铁的接触网大多采用氧化锌避雷器。氧化锌避雷器存在的一个缺点就是它的电阻片会随着使用次数、动作次数增加而老化，最终会失效。如果能够采用避雷器在线监测技术，就可以把泄漏电流的检测装置以及避雷器放电计数器整合在一处，然后进行监测，之后可以通过监测避雷器漏电流的多少以及计数器动作的次数，就能够很好地掌握避雷器的运行性能。
4.3 考虑不同地区雷电防护的差异性
铁路建设中，同一条路线会经过许多不同的区域，由于各地区地理气候、土壤、强度、雷电频率的不同，会影响到接触网防雷工作的进行。这就需要施工人员根据各个地区往年雷击跳闸率、气象数据、强度等等参数，设计安装好不同类型和规格的避雷装置。
我国现在的铁路飞速发展，接触网技术利用越来越提上日程，为了保证铁路系统的运输顺利，效果越来越好，分析研究接触网的防雷工作必不可少。通过对于雷电对接触网造成的损害，防雷的重点位置，防雷的重要举措的分析，并且提出改进措施。这些改进措施的提出对于铁路接触网系统的发展起到非常重要的影响，建议能够提高铁路接触网系统的防雷性能，防止接触网遇到累计跳闸现象，确保铁路运输的可靠性，对于铁路建设具有指导意义。
参考文献
[1]张倩.高速铁路接触网防雷设计研究[J].电气化铁道，2013,（6）：9-11.
[2]刘长利,刘永红. 构建电气化铁路接触网防灾安全技术体系[J]. 中国铁路,2013,03:12-16.
[3]刘立方. 电气化铁路接触网防雷措施的探讨[J]. 价值工程,2013,11:50-53.
[4]李德胜. 高速铁路接触网落雷特性及防雷技术的探讨[J]. 电气化铁道,2013,03:1-4.
论文作者:胡勇
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/18
标签：防雷论文; 过电压论文; 避雷器论文; 雷电论文; 避雷线论文; 绝缘子论文; 就会论文; 《电力设备》2016年第6期论文;