摘要：电气化铁路以其牵引力大、速度快、能耗少、效率高、价格低、无污染等优点逐渐成为铁路运输的发展风向及主力军，但是牵引供电设备对以户外装设为主，受天气影响较大，且无后备设备替换，如果防雷措施不完备，电气化设备受到雷击，将直接影响电气化铁路运营。同时雷击产生高电压、高电流通过接触网传入牵引变电所，可能引起所内电气设备的严重损坏，造成更大的损失。因此做好电气化铁路的防雷工作，不断运用新的防雷技术及设备，减少接触网雷击故障，对提高电气化铁路运输安全和效率具有十分重要的意义。
关键词：电气化；铁路防雷；技术方案
1我国电气化铁路受雷击影响情况
接触网在无特殊有效的防雷措施情况下，遭雷击闪络的主要是直击雷。根据接触网高度的不同及雷暴的差异，直击雷造成的跳闸占总的雷击跳闸概率的95%-98%，而感应雷造成的跳闸总跳闸概率的2%-5%。据相关部门统计京津城际铁路从2008年8月1日开通运行以来，因雷雨天气导致牵引变电所跳闸事件每年均在20件以上。同时根据各铁路局2011年12月提供的统计资料，京沪高铁自联调联试以来，接触网因雷雨天气造成变电所跳闸事件204件。其中，北京局管内64件，济南局管内18件，上海局管内122件，因雷击造成了部分绝缘子损坏，给铁路运输带来一定的安全隐患，同时也加大了运营维护的工作量。以下是几个典型雷击案例：
（1）2011年6月7日18：34，武清变电所211、212断路器跳闸，重合成功。经现场人员检查发现永乐-武清区间846#支柱负馈线绝缘子因雷击闪络。
（2）2012年6月9日20：46，清池变电所211#、212#断路器跳闸，重合闸成功，当时雷雨大风天气，通过巡视发现沧州站K210+035处37#W01F隔离开关绝缘子有雷击闪络痕迹。
2电气化铁路防雷方案
2.1利用现有资源逐步构建丰富电气化铁路的雷电监测网络
首先，由段、局、工区进行三级网络的构建，努力的获得气象部门、电力部门相关的雷电定位资料，掌握管内电气化雷电的相关数据和规律。从而给铁路沿线雷电的监测、预警、实时查询铁路雷电事故、雷电数据挖掘以及统计的进行提供平台。
2.2装设避雷线
进行避雷线的架设是避免绝缘子损坏降低雷击掉闸概率出现的重要手段。对于经常出现雷电区域的电气化线路，应该根据相关的条件和需要，进行避雷线的架设，从而给接触网设备提供保护，避免出现雷击的情况。对于那些已经建设或者已经开通的线路，可以每年根据需要来进行试验和改造，从而增加其避雷功能。
2.3提高接触网整体接地水平
接地系统的情况会直接决定整个防雷措施的实际效果，无论是设计部门还是施工部门都应该确保防雷接地装置本身的等效电阻值能够满足实际需要，运营管理单位还应该定期来对防雷设施进行维护和检查，测量其相关的参数，若是发现其中存在问题必须及时的进行处理。每年雨季到来之前，需要全面的遥测一次管内接地装置，若是接地电阻无法满足相关的要求那么需要增加接地极或者进行接地极的更换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于避雷器、隔离开关以及架空地线位置的单独接地需要单独的处理和政治，重新进行接地极的埋设，部分石墨接地极必须确保其接地性能的良好。
2.4加强线路绝缘
在防治雷害的时候，还可以选择增加线路绝缘的手段，一方面重视接触网设备中复合绝缘子的实际应用，在接触网的分段、下锚以及分相绝缘子应该优先选择符合绝缘子，避免因为雷击给绝缘子造成严重的损害。另一方面可以增加绝缘子串的片数、选择大爬距悬式绝缘子、加大塔头空气的实际间距。为了降低因为绝缘子性能降低带来的不良影响，需要定期的对其进行维护和清扫，每年需要进行两次的人工清扫以及带电冲洗，对于那些污染比较严重的绝缘子则需要随时清扫。
2.5安装避雷器
进行避雷器的安装对于防雷是非常重要的，在支柱接地电阻一样的情况下，进行避雷器的安装可以很好的提高线路本身的耐雷水平。当支柱接地电阻为30Ω时，无避雷器时的线路耐雷水平为12kA，安装避雷器后，线路耐雷水平提高到24kA。在雷雨季到来前，需要测试避雷器的避雷性能，若是避雷装置状态不良，需要及时的进行更换，从而确保出现雷击的时候，防雷设施的作用能够发挥出来。
2.6加强雷击跳闸分析
给雷击跳闸放电查找以及固表分析修正工作足够的重视。首先，在因为雷雨电器而导致供电跳闸之后，需要选择栅栏外巡视或者动车组巡视的方式，及时的组织相关的工作人员做好故标指示两千米范围内的设备巡查工作，并且，还应该进行停电检查，若是发现因为雷击导致供电设备损坏，那么必须及时的进行绝缘子设备的更换，将其中存在的安全隐患消除。其次，需要做好故标相关信息的对比工作，及时的进行参数的修正，提高其精确度。
2.7快速恢复供电
接触网正馈线所在的位置在接触网的上面，很容易受到雷电侵袭，并且在故障出现后，需要较长时间的巡查和处理。这便要求现场运行的时候，可以在牵引变电所内馈线进行隔离开关的加装，若是正馈线出现故障，可以将隔离开关拉开，这样正馈线能够退出运行，由AT供电方式改为直供方式，最大限度地压缩故障延时，快速恢复供电。
3国外电气化铁路现有防雷主要措施
3.1德国铁路防雷现状
经实际测量德国铁路表明，欧洲中部地区每100km接触网在1年的时间内可能遭受1次雷电冲击。雷电对接触网的直接冲击会导致雷电冲击过电压。设计者在设计中考虑采用过电压保护装置限制雷电过电压，一般应用避雷器。同时，他们认为避雷器只能对过电压进行有限的保护，一般只用于有频繁雷电存在的地段，而在其他区段，无论是从经济方面考虑，还是从防护效益方面考虑，一般不设置避雷装置。
3.2日本铁路防雷现状
日本由于其特殊的地理条件和气象条件，在电气化铁道接触网设计中，根据雷击频度及线路重要程度，将国土的防雷等级划分为A，B，C区域并规定了相应的防雷措施：A级区的雷害严重且线路重要，需要在进行全面防雷保护全线接触网架设架空避雷线的同时，在牵引变电所出口、接触网隔离开关位置、电缆接头或连接处、架空点终端设置避雷器；B级区雷害比较严重且线路重要，对部分特别重要的场所沿接触网架设架空避雷线，同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关位置、电缆接头或连接处、架空地线终端设置避雷器；对于C级区，一般在牵引变电所出口、接触网隔离开关位置、电缆接头或连接处设置避雷器。
结束语
接触网设备具有线长、露天、高电压、无备用等特点。在雷雨天气情况下，遭受雷电袭击的概率较大。加强接触网的防雷措施、提高接触网的耐雷强度是保障接触网设备安全运行及铁路运输畅通的一项重要措施。
我国现行电气化铁道接触网防雷设计只是根据雷电日的数量分5个等级的区域：少雷区、多雷区、高雷区、强雷区和超强雷区。但介于以上分析及近年来厄尔尼诺现象严重，极端天气多发，而且随着新建铁路所处位置地形复杂，紧靠5个区域的划分，以难以满足日益提高的铁路运行要求，现在还要将半山坡、高路基、空旷地域、大桥路段等地域进行认真统计，对包括这些地段的区域，都建议专门沿线路架设避雷线并在特殊设备位置按照避雷器，既有线路介于成本考虑，可以考虑将保护线改架到支柱顶部兼做避雷线使用，随着日新月异的铁路运行要求，防雷工作日益得到重视，其发展提高是必然趋势，希望电气化铁路防雷工作能够得到更多的投入及支持。
参考文献：
[1]连鹏飞，邓云川，曹晓斌，李良威.复线电气化铁路带回流线直供方式接触网防雷分析[J].高速铁路技术，2016，7（06）：64-68.
[2]田轶华.大准线防雷接地措施的几点探讨[J].企业导报，2016，（17）：82.
论文作者:宋雷
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第18期
论文发表时间:2018/1/30
标签：防雷论文; 避雷器论文; 绝缘子论文; 雷电论文; 电气化铁路论文; 避雷线论文; 变电所论文; 《建筑科技》2017年第18期论文;