宁波轨道交通集团有限公司运营分公司 315101
摘要：接触网高架区间防雷设备主要为避雷器和电压均衡器。目前广泛应用的避雷器类型有2类，分别为带间隙避雷器和无间隙避雷器。宁波轨道交通到目前共计已开通1、2号线，由于设计、施工单位的选择不同，接触网现场使用的设备选型也有差异。宁波轨道交通1号线一期、二期高架区间使用避雷器为无间隙避雷器， 2号线一期使用带间隙式避雷器。后因需求在1号线二期加装142个带间隙避雷器。现根据1号线二期防雷改造工程介绍高架区段防雷系统，并针对宁波地区雷雨天气频发的情况，对高架区间防雷措施及两条线接触网防雷系统做系统的分析与对比。
关键词：接触网高架区间、避雷器、雷电、防雷；
0引言
宁波市轨道交通1号线二期工程线路正线全长约25.439km，其中地下段2.123km，过渡段0.25km，穿山隧道1.43km，高架线路21.636km。自2016年3月19日开通以来，宝—邬区间高架段接触网4-7月份累计发生绝缘子闪络跳闸4次，累计导致7只馈线绝缘子和1个腕臂绝缘子闪络，避雷器动作15次。给运营造成了很大的影响。
1概况
1.1工程概述
为了降低雷雨天气对接触网的影响，提高设备运行服务质量，需对1号线二期高架区段上下行线接触网进行防雷加强改造工程。在原有安装电压均衡器位置的支柱平腕臂上增设带串联间隙金属氧化物避雷器；重点在重雷区段同杆增设避雷器及电压均衡器。通过这样的改造形式再加上原有的避雷器，增加雷电能量释放通道，降低雷电的危害，确保运营安全。
采用腕臂上并联安装带间隙避雷器，整体施工工艺相对简单，同比与改造避雷线等防雷方案具有同等的效果，同时通过这样的改造方式降低了施工和经济成本，符合现阶段防雷的可实施性。通过增设避雷器，来增加放电通道，降低接触网绝缘子击穿闪络频率，一方面提高设备运行质量，同时可有效降低绝缘子更换频次。
1.2二期防雷系统运行现状
宁波市轨道交通1号线二期邱隘东U型槽-霞浦高架段及过渡段采用的柔性架空接触网安装方式，周边地形较为空旷或山区，架设位置较高。近期宝邬区间-大碶高架段接触网频繁遭受雷击，导致辅助馈线绝缘子、腕臂绝缘子发生闪络跳闸事件，给运营造成了很大的影响。1号线二期自从2016年3月19日开通以来， 4-7月份累计发生绝缘子闪络跳闸4次，累计导致7只馈线绝缘子和1个腕臂绝缘子闪络，计数器动作累计79次。
2雷击危害及原因
雷击危害：
（1）若绝缘子非永久性损伤，则牵引所可重合闸后恢复供电，对供电系统失电1至3分钟，造成的影响后果较小；
（2）若绝缘子永久性损坏牵引所重合闸不成功，该绝缘子受损供电区间不能送电，导致列车停车，对供电系统的影响很大。
雷害原因初步分析：
（1）绝缘水平低-绝缘子雷电冲击耐受电压仅为125KV，且受工程特性限制，不可能大幅度提高。
（2）接触网绝缘子保护不到位-无避雷线（架空地线），避雷器与带电侧相连直接接地，无法保护反击。
（3）避雷器数量不足-在重雷区虽按标准配备避雷器，但间距过大，保护不充分。
根据宁波轨道交通现状分析，1号线二期的雷击故障原因为线路周边地形较为空旷或山区，架设位置较高，其宝幢—邬隘区间地属雷击高发区，接触网容易遭受雷击跳闸。故增加避雷器数量以降低雷击概率。
3防范措施
宁波轨道交通防雷系统主要由架空地线（兼做避雷线）、避雷器、电压均衡器及连接电缆组成。高架区段架空地线每隔200米设电压均衡器；接触网每隔300米设避雷器，重雷区保证每200米有一处避雷器。地面及高架区段馈线上网点隔离开关处设避雷器。接触网在隧道入口处设置避雷器，架空地线设电压均衡器。全封闭声屏障及高架车站两侧按隧道口设置原则考虑。避雷器和电压均衡器连接的接地端子由桥梁预留，设计要求接地电阻不大于10Ω。
1号线二期改造工程及2号线一期高架区段采用的避雷器是带串联间隙金属氧化物避雷器，该避雷器由复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙两部分构成。此避雷器与所保护绝缘子并联安装，避雷器放电电极应为球、板结构，球头电极及避雷器本体安装在绝缘子在高压侧，平板电极固定在绝缘子低压侧，平板电极与球头电极之间形成空气间隙。
安装形式如图2：
一、产品对比
传统无间隙氧化锌避雷器，安装需固定在支柱肩架上，相对于间隙避雷器结构复杂，配套部件较多。
性能对比：1、相对于无间隙避雷器，带间隙式避雷器除间隙闪络击穿期外电阻片均不承受系统运行电压，避免了电阻片长期耐受电压老化损坏的问题，延长了使用寿命。
2、无间隙避雷器安装后需从接触网上引流，当避雷器炸裂、破损时，可能导致电缆接头搭至肩架上，接触网发生短路跳闸。而间隙式避雷器本体发生破坏性损坏时，仍然存在空气间隙，不会导致跳闸。
维保对比：1、因为间隙式避雷器不流通泄漏电流，不需要每年进行预防性试验，减少运营维护的工作量。而无间隙式避雷器无法实现。
2、无间隙避雷器本体检修量较低，间隙避雷器需测量空气间隙，间隙过大避雷器失效，间隙过小避雷器频繁动作，缩短使用寿命。
3、无间隙式避雷器自带脱扣器，当避雷器老化、失效，脱扣器会脱落，避雷器脱离工作状态，检修人员可以明显看到脱扣点，从而更换失效避雷器。而间隙式避雷器无此项功能，人员日常检修中无法判断避雷器是否已失效。
5结论
影响地铁接触网防雷效果的因素很多，需具体情况具体分析。对宁波轨道交通而言，增加避雷器数量，降低重雷区雷击概率为改善高架区间防雷系统的优化方案。
避雷器选型应根据多方面考虑。带间隙避雷器使用寿命长、安装方便；无间隙避雷器虽安装稍复杂，但对于检修人员可明显找出失效点，在巡视过程无需登高既可找到故障点。综上所述，如果登高作业频率高，线路较短，带间隙避雷器。反之，如果登高作业频率低，巡视较多，线路较长，建议采用无间隙避雷器。
论文作者:赵泽浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
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