南京地铁运营有限责任公司 江苏 南京 210012
【摘 要】随着轨道交通的不断发展，城市郊区也逐渐修建了地铁，老的防雷设计规范越来越不能满足实际需求，部分线路雷害频发，给地铁运营带来了极大不便。因此结合现阶段给城市郊区线路的防雷措施，提出了相应的改进办法是非常有必要的。
【关键词】雷害、避雷器、绝缘子
Abstract：With the development of Urban Rail Transit,the city suburbs also gradually built the subway,The old lightning protection design code is more and more can not meet the actual demand and part of the line lightning frequency.It has brought great inconvenience to the subway operation.So it is necessary to put forward the corresponding measures to improve the lightning protection measures for the suburban lines at the present stage.
Key words:Lightning、arrester 、insulator
引言
城市轨道交通快速发展，在市区人口密集区域主要采用地下隧道形式，但随着城市规模不断发展，城市轨道交通也逐渐覆盖到了城市郊区。郊区线路的建设形式主要以高架桥梁为主，由于城市郊区较为空旷，使得高架线路的设备容易成为雷击目标，尤其是架空接触网设备。据统计，天津滨海轻轨一期工程线，每年约有30处绝缘子在由于雷击而发生闪络，严重时造成行车中断数小时；南京地铁宁天城际线，2014年开通至今共计发生绝缘子损坏12处。
城市轨道交通直流供电系统基本上采用的是DC1500V系统，造成其耐雷水平较低，因此必须在沿线及重要设备处增设防雷保护装置。本文通过查阅国内城市轨道交通目前采用的防雷措施，结合实际情况提出了一套防雷保护措施。
1国内各城市轨道交通采用的防雷措施
目前国内各地的地铁防雷设计都参照地铁设计规范（GB50157-2013），其中对城市轨道交通牵引网防雷有如下要求：
地上区段架空接触网应设置避雷器，其间距不应大于300m。在隧道入口和为地上线接触网供电的隔离开关处应设置避雷器。
地上区段架空接触网的架空地线，应每隔200m设置火花间隙；在满足条件时，架空地线可兼做避雷线。
避雷器与火花间隙的接地电阻不应大于10Ω。
2雷害原因初步分析
城市轨道交通接触网雷害主要表现为线路绝缘子闪络甚至本体爆裂。前一种在闪络过后，线路自动重合闸往往能够成功，对行车影响较小，后一种则会造成行车中断。
2.1 绝缘子耐雷水平低
对于直流1500V的牵引网供电系统，其绝缘部件的耐压水平相对而言较低。目前使用的绝缘子的雷电冲击电压值下表（表1）：
根据雷电流经验公式 可以得到，接触网线路在遭受雷电直击的情况下，绝缘子闪络的概率不低于90%。
2.2 绝缘子保护不到位
装设避雷器和避雷线是绝缘子保护的主要两种方式，目前根据设计规范要求，架空接触网装设避雷器间隔距离为不大于300m。支柱间距为不大于40m，大约5跟支柱安装一套避雷器（MOA），线路支柱避雷器的覆盖率为20%。
经过计算线路耐雷水平如下图（图1）：
架空接触网的耐雷水平（图1）
安装有避雷器的支柱的绝缘子耐雷水平明显高于未安装支柱的耐雷水平，并且随着离避雷器距离越远，耐雷水平下降的月明显。因此对于间隔300m安装避雷器的设计方案，明显使绝缘子得不到足够的保护。
架空地线兼做避雷线，可以有效降低线路遭受直击雷影响，但在接地不通的情况下，反击同样可能造成绝缘子闪络。
2.3 接地不畅，接地电阻偏大
按照设计规范要求，避雷器及火花间隙的接地电阻不大10Ω。在实际防雷接地过程中，由于要考虑杂散电流的防护，高架梁钢不带电钢结构不能与大地直接相连接。大部分地铁通过串联一均衡器，使得在正常情况下接地不导通，有大电流时才导通泄流。在均衡器出现故障时，接地就出现不畅，影响避雷器正常工作。
3城市轨道交通高架接触网防雷思考
对于雷暴天频发的地区，特别是郊区线路，高架接触网十分容易遭受雷击影响。雷击造成绝缘子闪络，直流断路器跳闸，大多数情况下是能够自动重合闸成功。接触网支柱腕臂绝缘子在闪络过后，其性能会有一定程度下降，但足以保证至更换。因此就接触网防雷有如下思考：
缩小避雷器的安装间距，由原来的不大于300m，根据实际情况逐步加密。
采用高性能均衡器，保证雷暴天气下接地通畅，同时增加接地通路数量。
提高绝缘子的耐雷水平，对于接触网下锚绝缘子的耐雷水平应该要高于腕臂绝缘子的耐雷水平。
4结束语
接触网防雷是一项需要不断思考，不断总结的巨大工程。随着对雷电的研究不断深入，以及更多新型避雷器的推出，雷害对接触网设备的影响将逐渐降低。就现阶段而言，找到防雷环节的薄弱点是减轻雷电危害的重点。
参考文献：
[1]沈海滨、王力天等 城市轨道交通接触网带间隙避雷器的应用[J].电气化铁道，2010，（5）：42-45
[2]卢泽军、谷山强等 高速铁路接触网综合防雷对策分析[J]电气化铁道，2014，（02）
[3]艾东兵 城市轨道接触网系统防雷措施浅析[J]电气化铁道，2013，（02）
论文作者:张侨易
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/14
标签：绝缘子论文; 避雷器论文; 防雷论文; 城市论文; 轨道交通论文; 雷害论文; 线路论文; 《低碳地产》2016年13期论文;