摘要：随着社会的发展，经济的增长，人们日益增长的物质需求已经不得不让整个社会的生产力以及生产需求重新改变。而高速铁路牵引供电接触网雷电的防护是保证人们出行安全的重要保证，所以高速铁路牵引供电接触网雷电的防护对于我们来说是十分重要的，不仅要让人们享受铁路带来的方便，还要让人们出行的更加安全放心。只有让人们安全放心的出行，才能让人们真正享受铁路发展带来的好处，发展的更加和谐。本文对高速铁路牵引供电接触网雷电防护进行了分析。
关键词：海南环岛高铁；牵引供电；接触网；雷电防护
在海南环岛高铁的防雷电方面，我段做得还不足，与国内外先进的防雷措施相比还具有很多需要努力的地方。因此，为了保障海南环岛高铁供电系统的正常运行，保证人员安全，就需要相关的工作人员不断增加相关的雷电防护知识，以便熟练地掌握高速铁路牵引供电接触网雷电的防护措施。在经济的快速发展下，高铁为人们的出行提供了越来越大的便利，满足了人们快捷、舒适的出行要求，同时人们对于铁路安全也提出了更高的要求，所以我们要不断吸取国内外先进的技术，采用更为有效的雷电防护措施，避免海南环岛高铁供电系统遭受雷击从而中断。相信在今后，海南环岛高铁牵引供电接触网雷电防护会越来越好。
一、铁路的发展
随着社会的发展，经济的增长，海南环岛高铁发展的越来越快。经济的增长一直以来都与交通运输业有关，交通发展的越快，经济就会增长的越快，而作为我国交通运输业的支柱性产业，在我国的交通运输业中占有着重要的地位，所以如何保证海南环岛高铁运输的安全性一直以来都是我国的重点研究课题，尤其是关于高铁牵引供电接触网雷电防护的问题更是我国当务之急最应该探究并解决的。近些年来，我国的铁路在运输过程中发生了许多交通事故，比如，由于雷电使铁路的牵引供电接触网受损，这样不仅给经济造成了巨大的损失，还有可能造成乘客的伤亡。所以对于海南环岛高铁牵引供电接触网雷电的防护是十分重要的，做好高铁牵引供电接触网雷电防护是保证乘客安全出行的必要保证，是我国经济增长的决定性力量。
二、高速铁路牵引供电系统雷电防护缺陷
1、直击雷的防护问题。高速铁路牵引供电系统在电压等级上来说相当于电力系统的35kV，所以在对接触网防雷进行设计时，需参考35kV输电线路及普速铁路接触网的规范，在整个接触网防雷线中没有架设避雷线，需对关键的设备加设避雷器。高架桥是高速铁路的主要结构，高架桥接触网在对地高度上相当于110kV架空线路，因为没有避雷线的保护，使得直击雷很容易危害到接触网。直击雷一般会从三个地方入侵：一是对承力索进行雷击，当雷电入侵后，这时腕臂绝缘子会发生闪络；二是对正馈线进行雷击，入侵之后会导致悬式绝缘子发生闪络；三是对保护线进行雷击，这时就会引起两种绝缘子发生闪络。
2、冲击接地电阻问题。高速铁路和普速铁路相比具有很多特点，例如高铁的牵引电流比普速要大，钢轨泄漏电阻较大。以客运专线为例，与钢轨电位相比，常速既有线路的要求更低，所以高铁沿线的维护人员在工作中很容易发生触电事故，并且绝缘的老化速度很快，这就影响了高速铁路牵引供电系统的正常运行。鉴于此，现在在高速铁路中采取综合接地方式，在部分的地段需要打接地极，并且接地电阻的要求很严格。但在实际的高铁中，当遇到雷击，受到雷电流的冲击，在有限的部分发生泄流，引起接地电阻超过正常值，这就导致绝缘子发生闪络现象。
3、雷雨电防护要求。就“沿海强台风、强降雨条件下路基边坡加固防护形式”进行专题研究，课题结合海南东环线路基边坡防护工程，以土质路堤边坡为例，采用理论研究、数值模拟、室内外试验相结合的技术路线对沿海强台风、强降雨条件下路基边坡加固防护形式进行了研究。
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三、高速铁路牵引供电接触网雷电防护
要避免雷电对高速铁路正常运行的影响，防止引起安全隐患，牵引供电接触网雷电防护是十分重要的举措，与国外相比，国内的牵引供电接触网雷电防护还是存在一定差距的，在一些方面还没有比较成熟的技术，因此需要遵照基本原则和方法防止安全事故发生。
1、海南东环铁路接触网
（1）接触网防雷设计方案。结合东环铁路气象条件及相关计算分析，东环铁路在满足建筑物防雷设计规范雷电防护需求条件下即可满足该线雷电防护。因此，东环铁路采用将回流线直接安装在支柱顶部兼作避雷线的方法进行接触网防雷保护，该方案在满足接触网防雷要求的同时，减少了单独架设避雷线的费用。
（2）设置避雷器。在锚段关节式电分相处、绝缘锚段关节处、供电线上网处、分区所、开闭所引入线处、长度2000m及以上的隧道口或连续的隧道群两端、电缆接头处等重点位置设置氧化锌避雷器。
2、接触网的设计创新
（1）为适应海南强台风、多雷暴特点，接触网回流线安装首次采用了夹板固定方式的支撑绝缘子，安装牢固可靠，彻底解决了以往由于绑扎线断线而导致的脱落事故。接触网首次采用了将回流线安装在支柱顶部兼避雷线的防雷设计方案，取消了单独的避雷线设计，既减少了单独架设避雷线的工作，节省了投资，又系统性地解决了电气化系统的防雷要求。
（2）接触网绝缘。高速铁路接触网大多架设在高架桥上，处于空旷区且距离地面较远，加大了接触网支柱落雷的机会。当雷击接触网支柱时，将在支柱上产生冲击电压。分析表明，70%直击雷将导致绝缘子冲击闪络，需采用增加绝缘子串片数、使用大爬距绝缘子、加大空气间隙等方法加强接触网绝缘。
3、接触网的安装。目前海南环岛高铁供电方式通常采用的是AT，AF线和PW线安装位置，这时PW线安装在AF线的下方位置。在这种安装形式下，接触网线路直接落雷的闪络概率采取电气几何模型和先导发展模型来计算，计算的条件为：因为自然雷中90%为负极性，直击雷过电压为负极性，在计算过程中采用绝缘子U50%为闪络判据；根据雷暴日为20d与40d两种情况来计算（U50为绝缘子50%雷电冲击放电电压）。雷击闪络次数和线路的暴露宽度与地闪密度有关。线路的引雷面积等于线路总的暴露宽度乘以线路长度，年雷击闪络次数则为线路的引雷面积与地闪密度相乘，当线路的长度为100千米时，可计算出线路的百公里年闪络次数。现有PW线的安装位置并作避雷线，假设PW线在AF线上方1.5米处，桥梁的高度分别为10米和15米，抬高PW线在AF线上方的保护配置，可大大减少AF线和T线直接落雷的次数。提高PW线的位置之后可以屏蔽掉AF线和T线，大为减少AF线和T线直接落雷（绕击）的次数，但当PW线落雷的雷电流幅值比较高的时候，会引起AF线与T线绝缘子反击闪络，且AF线与T线绝缘子还是可能出现雷电感应闪络。
总之，海南环岛高铁牵引供电系统雷电防护技术发展存在一定的滞后性，特别是雷电防护工程应用技术还有待完善。为了更好地保障人们的出行安全，满足民众日益提高的出行舒适度要求，进一步提升海南环岛高铁国际竞争综合实力，应当加大对高速铁路牵引供电接触网雷电防护技术的研究力度，提升雷电防护工程技术应用水平，切实保障高速铁路运行安全和运输平稳有序。
参考文献
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[4]肖潮．高速铁路牵引供电系接触网雷电防护措施探析[J]．科技视界，2015，（17）．
论文作者:杨来梁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/17
标签：雷电论文; 防护论文; 海南论文; 绝缘子论文; 高速铁路论文; 避雷线论文; 环岛论文; 《电力设备》2018年第16期论文;