摘要：随着我国社会的快速发展，中国铁路起到的作用也越来越大。目前，我国铁路是人们主要的出行方式之一。但是也是因为我国铁路的数量越来越多，高速铁路线路高架桥路段比例大。同时，这些铁路线路相对来说在雷电活动比较强烈地区比较密集，所以出现牵引供电接触网雷击的现象比较多，这样也就是说我们必须研究相应的对策来解决这个问题。此次，本文简单说明了高速铁路接触网雷害主要特点以及高速铁路接触网雷电防护技术现状，当然，最终要的是提出了高速铁路接触网雷电防护对策。
关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；雷电防护
随着我国经济的飞速发展，各行各业的发展也越来越快。当然，交通运输行业也不例外，尤其是在我国人口众多的情况下，高速铁路已经成为人们出行的重要途径之一。近年来，我国高速铁路的运营里程越来越远，说明人们的出现会越来越方便。但是，高速铁路的运行的安全性还存在着一定的问题。要想确保高速铁路的安全以及稳定，保证牵引供电系统接触网雷电防护性能是十分重要的。只有确保该系统的稳定运行，才可以保障我国高速铁路的运行，确保乘客的安全。这样工作人员就需要了解导致高速铁路牵引供电系统出现故障的因素，而雷击故障就是其中之一。
一、高速铁路接触网雷害的主要特点
雷云对地放电受到气象、地质和地形等众多自然因素影响，雷电活动的频繁程度也因地域而异。供电线路雷击跳闸主要分为2种形式：一种是雷直击线路引起的，称为直击雷过电压；另一种是雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的，称为感应雷过电压。雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为耐雷水平，高于耐雷水平的雷电流击于线路击穿接触网绝缘，造成绝缘损坏或击穿闪络放电，引起牵引变电所保护动作跳闸。通常情况下，直击雷主要从承力索、正馈线以及保护线3个位置进行入侵、破坏，导致腕臂绝缘子、悬式绝缘子都可能出现闪络现象。接触网F线或T线遭受雷击时，耐雷水平低于4kA，90%以上的雷击都会导致接触网绝缘闪络。一般F线悬挂高度大于T线高度，F线对T线构成了负保护角屏蔽，雷电击中F线的概率远大于击中T线的概率。雷击中F线引起绝缘闪络后，钢支柱顶部电位抬升，T线绝缘子两端电位差超过绝缘耐压水平时，T线绝缘子也会闪络。造成F线和T线绝缘同时闪络的最小直击雷电流幅值随大地土壤电阻率的提高而降低。
雷电击中接触网附近大地或高耸物体时，通过电磁耦合作用在F线和T线上产生感应过电压，F线和T线感应雷耐雷水平一般大于45kA，接触网因感应雷引起的跳闸率较直击雷引起的跳闸率低很多。
二、现状分析
我国高速铁路线路相对集中在经济发达的东南沿海地区，这些地区的雷电活动较强烈。出于营运安全、走廊占地等方面的考虑，线路高架桥路段长度占比往往达到50%以上。高速铁路线路大多地处空旷地带，高架桥路段抬高了接触网的对地高度，线路两侧高大建筑物少。在强对流、雷暴天气下，接触网更易遭受雷电波侵害，造成绝缘损坏或击穿闪络放电，引起牵引变电所保护动作跳闸，高铁动车组电力供应中断，影响行车。目前，我国高速铁路雷电防护技术同国际水平相比还比较落后，尤其在技术应用方面存在一定差距。
现有雷电防护的要求：《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009-2005）第5.3.1条规定：应根据雷电日及运营经验，按下列原则对接触网进行大气过电压保护。吸流变压器的原边应设避雷装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高雷区及强雷区，下列重点位置应设避雷器：分相及站场端部绝缘锚段关节；长度2000m及以上隧道的两端；较长的供电线或AF线连接到接触网上的接线处。强雷区应架设独立的避雷线，其接地电阻应符合相关规定。
建设工程主要防雷措施：目前，电气化铁路接触网主要采取安装避雷器进行大气过电压保护，通过在接触网供电线上网点、电分相、隔离开关及长大隧道两端等重点设备处设置避雷器的方式进行防雷，而区间供电线路的雷电防护措施欠缺。
三、高速铁路接触网雷电防护的措施
从电压等级层面，铁路牵引供电系统与电力部门35kV系统类似，进行牵引供电系统接触网雷电防护研究时，可以借鉴电力35kV系统雷电防护策略。例如，在未设置避雷线的情况下，可以对其中关键重点电力设备安装专门的避雷器。对于高速铁路接触网雷电防护，可参照电力部门110kV系统标准要求采取防护措施。
建议接触网雷电防护应该采取有针对性的防护策略：针对客运专线或客货专线等不同线路和速度等级分别制定不同的雷电防护标准和要求；在进行雷区划分的过程中，不单纯依赖雷电日数据，应当对系统跳闸情况进行统计调查分析，以保证雷电防护措施的针对性；将区间与站场的接触网根据区域不同雷电防护措施区别对待；在雷雨多发地区，应对处于高架桥区段及处于空旷地区的接触网线路进行特殊重点防护。
在接触网雷电防护工程的具体实施过程中进行重点把控工作：对于区间接触网，在接触网支柱顶端设独立架空避雷线；良好的接地电阻可以极大降低接触网遭受直击雷或反击雷对接触网绝缘部件的损坏程度和概率，降低牵引变电所由雷击所引起的跳闸次数，应重视雷电防护接地部分；对于柱顶设置了避雷线、避雷器的支柱及其他供电设施，信号等其他弱电设备接地点应距离该支柱接地体15m以上，有条件时，独立避雷针或避雷器可设置独立的接地极或系统；在进行接触网雷电防护设计时，工作人员应当对接触网所处地域内的雷电强度、跳闸次数等进行统计，结合经济技术对比分析，核算雷电防护措施的可靠性；关注放电间隙类技术措施对雷电防护效果的影响。
四、结束语
由此可知，虽然我国高速铁路的发展越来越快，但是我国高速铁路在牵引供电系统雷电防护技术上相对来说还有着一定的问题。尤其是在雷电的防护技术上还不是特别的完善，应当加以改进。虽然，目前高速铁路已经是大众主要的出行方式之一，但是高速铁路还可以对牵引供电接触网雷电防护技术进行更深层次的研究，以此来保障人们的出行安全。
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论文作者:王志强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/4
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