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摘要：随着国民经济的增长，铁路事业也在进一步发展当中，同时对于电力需求也在成倍增加，铁路运输是一项大运量、远距离的客、货运输方式，对于电力的可靠性有着较高的要求，而雷击极大的威胁着铁路运输的可靠性，因此，加强铁路电力架空线路的防雷设计，提高防雷水平对于保障铁路运输安全有着重要意义，文章就如何搞好铁路电力架空线路防雷设计谈谈几点看法，以供参考。
关键词：铁路运输；电力架空线路；防雷设计
“雷电”给电力系统带来了大量的麻烦并且造成了巨大损失。随着全球气候不断变暖，气候情况变得愈加复杂多变，雷雨天气变得愈加频繁，并且雷暴次数以及强度也有了提升，给铁路电力线路的安全运行造成了很大的麻烦，给电力系统带来了很大的损失。伴随着铁路事业以及社会经济的不断发展，对于电力的需求也越来越高，如何在当前复杂多变的气候条件下处理好雷电对于电力线路的影响，有效的提高输电的安全与稳定在目前具有着十分重要的意义。
一、雷电对铁路电力架空线路的危害及原因
1．铁路电力架空线路受到直接雷击或线路附近落雷时,导线上会因电磁感应而产生过电压，即大气过电压，这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上，使线路绝缘遭受破坏而引起事故。当雷击线路时,巨大的雷电流在线路对地阻抗上产生很高的电位差，从而导致线路绝缘闪络。雷击不但危害线路本身的安全，而且雷电会沿导线迅速传到变电站，若变电站内防雷措施不良，则会造成变电站内设备严重损坏。
2.造成雷击的原因:
（1）杆塔的耐雷水平很低；（2）接地电阻大,同一杆塔有多相闪络；（3）闪络杆塔在易受雷击地区，历年落雷频繁；（4）杆塔处于易受雷击地区，历年落雷频繁；（5）一基杆塔或相邻两基杆塔的顶相或同一边相闪络；（6）山区较高的杆塔，相邻两基中相或边相闪络。
二、铁路电力架空线路防雷水平性能指标
衡量线路防雷性能优劣的重要指标一般有两个：一是线路耐雷水平，二是线路雷击跳闸率。
1.线路耐雷水平是指雷击线路时，线路绝缘子不会发生闪络的最大雷电流幅值。低于耐雷水平的雷电流击于线路不会引起闪络，反之，则必然会引起闪络。配电线路雷电流超过线路耐雷水平引起绝缘子发生闪络冲击时，由于冲击闪络时间很短不会引起线路跳闸，但若在雷电消失后由工作电压产生的工频短路电流电弧持续存在，将引起线路跳闸。
2.线路雷击跳闸率是指每100km线路每年(折算到40个雷暴日下)由雷击引起的线路跳闸次数，它是衡量线路耐雷性能的综合指标。线路耐雷水平越高，雷击跳闸率越低，说明线路的防雷性能越好。
所以如何提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率是防雷设计中非常重要的工作。
三、铁路电力架空线路的防雷方式
铁路电力架空线路的防雷方式，应根据线路的电压等级、负荷性质、当地原有线路的运行经验、雷电活动的强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，通过技术经济比选确定。
1．一般保护
（1）35kV架空电力线路
1）35kV送电线路因绝缘水平较低，架设避雷线后运行指标仍不够满意。架设避雷线需加高电杆，这就增大了线路雷击次数，而击中避雷线后，又有很大一部分因雷击电位太高，会造成反击跳闸。因此这种线路一般不沿全线架设避雷线。但为了减少雷击引起的多相短路和两相异点接地引起的断线事故，宜将钢筋混凝土杆和铁塔接地，接地电阻不受限制，但年平均雷暴日数超过40日的地区，接地电阻不宜超过30Ω。钢筋混凝土杆和铁塔应充分利用其自然接地作用，在土壤电阻率不超过100Ω.m或有运行经验的地区，可不另设人工接地装置。
非预应力钢筋混凝土杆的钢筋如上下已用绑扎或焊接方法连成电气通路，可兼作接地引下线。利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土杆，其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电气连接。
外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线，其截面不应小于25mm2。
接地体引出线的截面不应小于50 mm2，并应热镀锌。
2）铁塔和钢筋混凝土杆线路，为了防止感应过电压可能引起绝缘子串闪络，悬式绝缘子串片数应采用3~4片。
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3）雷电活动强烈和经常发生雷击故障地段应架设避雷线。
a．有避雷线的线路，在一般土壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于以下数值：
一般线路——20~30kA，较大值用于年平均雷暴日数超过40的地区或较重要的线路；
变电所进线保护段——30kA。
b．杆塔上避雷线对边导线的保护角，一般采用20°~30°；双避雷线线路一般采用20°；山区单避雷线杆塔一般采用25°；重冰区线路，不宜采用过小的保护角。杆塔上两根避雷线间的距离，不应超过导线与避雷线间垂直距离的5倍。
c.有避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线。15℃无风区，档距中央导线与避雷线间的距离为s≥0.012l+1
式中s——导线与避雷线间的距离（m）；
l——档距长度（m）。
d.导线与杆塔间的空气间隙不应小于下列规定：
室外电压45cm
内过电压25cm
运行电压10cm
海拔高度超过1000m的地区，一般每增高100m，内过电压和运行电压的空气间隙增大1％。
e.线路中绝缘水平比较薄弱的地方，如大跨越档的高杆塔，耐雷水平低的铁塔等，应装设管型避雷器。
（2）10kV架空电力线路
1）与架空电力线路相连的长度超过50m的电缆，应在其两端装设避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。如电缆长度不超过50m，只在任何一端装设即可。
2）10(6)kV钢筋混凝土电杆，铁横担线路绝缘水平低，遭受雷击后易造成绝缘子击穿和导线烧断等事故。因此在铁横担上针式绝缘子应采用高一个电压等级的，雷电活动强烈地区应采用高两级绝缘水平以提高线路的绝缘水平。
3）10(6)kV柱上断路器和负荷开关应用阀型避雷器保护。经常断路运行而又带电的柱上断路器、负荷开关或隔离开关，有两端电源的架空线路，应在两侧装设避雷器；单电源线路应在带电侧装设避雷器。其接地线应与柱上断路器等的金属外壳连接，接地电阻R≤10Ω。
装设在架空线上的电容器，宜采用阀型避雷器保护。
4）雷电活动强烈和经常发生雷击地段，宜装设阀型避雷器或管型避雷器。
2．线路交叉部分的保护
（1）线路交叉档两端的绝缘不应低于其邻档的绝缘。交叉点应尽量靠近上下方线路的杆塔，以减少导线因初伸长、覆冰、过载、温升、短路电流过热对弧垂的影响，降低雷击交叉档时交叉点上的过电压。
（2）同级电压电力线路相互交叉或与较低电压线路、弱电线路交叉时，上下方导线的垂直距离不应小于《架空电力线与铁路、道路、通航河流管索道及各种架空线路交叉或接近的基本要求》的规定，交叉档两端的钢筋混凝土电杆不论有无避雷线均应接地，其接地电阻不宜大于上表中所列数值的2倍。
四、结语
在铁路运输生产中，铁路电力工作是铁路运输的重要组成部分，其主要任务是不断提高供电质量和可靠性，满足铁路运输生产需要。铁路电力架空线路在设计上具有一定特殊性，并且其高度高、传输电压大，在运行过程中很容易受到雷击影响，对供电安全性与稳定性影响较大。因此以提高铁路电力线路运行效果为目的，必须要选择合适的方案进行处理，争取不断提高线路耐雷性能，并通过接地技术的合理应用，降低雷击病害对线路运行造成的影响，才能满足铁路运输生产对电力资源的需求。
参考文献
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[4]TB 10008-2006,铁路电力设计规范[S].
论文作者:李彦军
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/10
标签：线路论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 过电压论文; 导线论文; 雷电论文; 铁路论文; 《基层建设》2016年16期论文;