迮繼亮 曹兵 邢西沙 高健
（濟南鐵路局調度所，山東 濟南 250001）
【摘要】電氣化鐵路以其牽引力大、速度快、能耗少、效率高、價格低、無污染等優點逐漸成為鐵路運輸的發展方向。接觸網作為電氣化鐵路的重要組成部分，絕大部分裸露於自然環境中且沒有備份。如果防雷措施不當，可能引起絕緣子損壞、造成線路跳閘，將直接影響電氣化鐵路運營。同時雷擊產生的侵入波過電壓通過接觸網傳入牽引變電所，可能引起所內電氣設備的損壞，造成更大的損失。因此做好接觸網的防雷工作，減少接觸網雷擊故障不僅可以提高接觸網本身的供電可靠性，而且可以使牽引變電所安全運行得到保障。對提高電氣化鐵路運輸安全和效率具有十分重要的意義。
關鍵詞 電氣化鐵路；接觸網；防雷；保護措施
1 電氣化鐵路接觸網遭受雷擊的現狀
我國地理面積廣闊，不同地區氣象條件差異很大，依據雷電日的不同，分為少雷區、多雷區、高雷區、強雷區和超強雷區。
從目前開通的電氣化鐵路運行情況看，對於雷擊接觸網線路，概括起來可以劃分為三種情況：
（1）雷擊接觸網附近的地面，在接觸網上引起感應過電壓。
（2）雷擊支柱，在支柱上產生衝擊電壓，同時在接觸網上引起感應過電壓。
（3）雷直擊於接觸網，在接觸網上產生行波過電壓。
根據統計數據分析，部分線路雷擊事故比較頻繁。具體危害表現為：雷電造成接觸網絕緣子閃絡，引起牽引變電所跳閘；鐵路隧道中，常出現雷電擊穿水泥壁；接觸網支柱被雷擊損壞等。
2 接觸網遭受雷擊危害造成的影響
雷擊發生時，會在接觸網線索上產生過電壓，當超過線路絕緣水平時，接觸網線路發生絕緣閃絡，造成接觸網跳閘，嚴重時會發生斷線事故，根據鐵路相關規定，客運專線接觸網跳閘後，不論跳閘自動重合成功或重合失敗強送電成功，原因不明時，本線及鄰線都要限速運行，必將會對列車運行秩序造成影響，當跳閘重合失敗，試送失敗，造成中斷供電，將對運行秩序造成更大的影響。
3 接觸網防雷措施的特點
接觸網防雷性能的優劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來衡量。雷擊線路時線路絕緣不發生閃絡的最大雷電流幅值稱之為耐雷水平；每百公里每年由雷擊引起的跳閘次數稱之為雷擊跳閘率。線路的耐雷水平越高，線路絕緣發生閃絡的機會就越小。電氣化鐵路牽引系統的絕緣、過電壓保護和絕緣配合直接關係到接觸網的防雷性能。
接觸網是一種特殊形式的輸電線路，其防雷有它的特殊性：
（1）接觸網無避雷線，不能有效防止直擊雷。接觸網系統中的架空地線和架空回流線雖然有一定的防雷作用，但因其架設高度沒有達到有效防止直擊雷的高度，僅能起到部分防雷作用。
（2）電氣化鐵道中成排的接觸網支柱是利用回流線作閃絡保護地線的集中接地，支柱基礎上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地電阻較大。
4 常用防雷措施在接觸網中的應用
將輸電線路中常用的防雷措施，應用到接觸網上，能夠提高接觸網的防雷能力，增強接觸網供電的可靠性，保證鐵路運輸的安全暢通。 接觸網的防雷措施主要是安裝避雷器和架設避雷線，同時做好必要的接地。
4.1 架設避雷線
架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施，避雷線的主要作用時防止雷直擊導線，同時還具有降低導線上的感應過電壓以及減少線路絕緣子的電壓等。
4.2 降低接地電阻
鐵路沿線的土壤電阻率普遍較高，製作低電阻地網十分困難，且投入很大。接觸網支柱在使用常規方法作成地網後，其接地電阻大都隨著時間的推移而不斷增高，而且隨著氣候的變化而不斷變化。針對降低接地電阻的問題，採用的方法有：增大地網面積，增設垂直接地體，深埋接地網，使用降阻劑，零散的接觸網支柱設置獨立接地極等。可根據實際情況對支柱接地進行監測，使接觸網支柱的接地電阻始終在規範規定值之內。
4.3 安裝避雷器
在牽引供電系統中，很多採用的供電方式是帶回流線的直接供電方式。實際運行中，防雷應用安裝比較多的為避雷器。接觸網採用的避雷器應體積小、重量輕、結構簡單、安裝方便，其保護水平應與接觸網的絕緣水平配合良好，其保護距離應儘可能大，其密封性、防爆性、耐污性、可靠性等要求比較高，目前接觸網常用的避雷器為帶脫離器的氧化鋅避雷器。對於一般高雷區通常採用局部關鍵點設置避雷裝置進行接觸網防雷。在有雷擊發生時，只要避雷器的衝擊放電電壓小於接觸網絕緣子的衝擊放電電壓就會動作以避免變電所饋線斷路器跳閘。同時，由於避雷器動作後吸收了雷電能量，絕緣子、支柱的等值阻抗上受到的衝擊電壓僅為避雷器的殘壓，提高了接觸網的耐雷電衝擊水平。
4.4 自動重合閘裝置的採用
牽引變電所饋線側設有自動重合閘裝置，由於大多數雷擊造成的閃絡事故在線路跳閘後能夠自行消除，在饋線斷路器跳閘後，自動重合閘也可恢復供電。在線路正常運行和保護供電可靠性上都發揮了積極的作用。
4.5 加強絕緣子的清掃
我國鐵路運輸主要特點是客貨混運，以貨為主，加上鐵路線上各類型機車混合牽引，機車內部排出的廢氣，列車運行時形成的氣流將散裝貨物和各種飄落在道床上的塵埃揚起，鐵路線路使接觸網絕緣子大量被污染。根據接觸網結構特點和鐵路運輸組織，當絕緣子發生污染後，往往不能及時清洗，從而導致更嚴重的污染，尤其是鐵路隧道中的絕緣子。因此要加強清掃絕緣子尤其是重污染區的絕緣子，以減少閃絡。
5 結束語
隨著我國電氣化鐵路運營里程的不斷增加，高速客運專線的逐步投入運行，對牽引供電系統的可靠性、安全性提出了更高要求。由於雷電發生的機理十分複雜，我們還不能完全控制雷害的發生，但通過必要的防雷措施，可以減少雷害的發生，為確保牽引供電系統安全可靠運行，我們要不斷地總結經驗教訓，加強運行、檢修、維護各個環節的工作，重視防雷的措施和技術改進工作，採取有針對性的防範措施。
參考文獻
［1］薛艷紅,劉方中.接觸網運行與檢修[M].中國鐵道出版社,2011.
［2］於增.接觸網防雷技術研究[J].鐵道工程學報,2002.
［3］劉明光.接觸網的防雷簡化分析[J].鐵道學報,1996.
［4］吉鵬霄．接觸網[M]．化學工業出版社,2006.
［責任編輯：湯靜］
（濟南鐵路局調度所，山東 濟南 250001）
【摘要】電氣化鐵路以其牽引力大、速度快、能耗少、效率高、價格低、無污染等優點逐漸成為鐵路運輸的發展方向。接觸網作為電氣化鐵路的重要組成部分，絕大部分裸露於自然環境中且沒有備份。如果防雷措施不當，可能引起絕緣子損壞、造成線路跳閘，將直接影響電氣化鐵路運營。同時雷擊產生的侵入波過電壓通過接觸網傳入牽引變電所，可能引起所內電氣設備的損壞，造成更大的損失。因此做好接觸網的防雷工作，減少接觸網雷擊故障不僅可以提高接觸網本身的供電可靠性，而且可以使牽引變電所安全運行得到保障。對提高電氣化鐵路運輸安全和效率具有十分重要的意義。
關鍵詞 電氣化鐵路；接觸網；防雷；保護措施
1 電氣化鐵路接觸網遭受雷擊的現狀
我國地理面積廣闊，不同地區氣象條件差異很大，依據雷電日的不同，分為少雷區、多雷區、高雷區、強雷區和超強雷區。
從目前開通的電氣化鐵路運行情況看，對於雷擊接觸網線路，概括起來可以劃分為三種情況：
（1）雷擊接觸網附近的地面，在接觸網上引起感應過電壓。
（2）雷擊支柱，在支柱上產生衝擊電壓，同時在接觸網上引起感應過電壓。
（3）雷直擊於接觸網，在接觸網上產生行波過電壓。
根據統計數據分析，部分線路雷擊事故比較頻繁。具體危害表現為：雷電造成接觸網絕緣子閃絡，引起牽引變電所跳閘；鐵路隧道中，常出現雷電擊穿水泥壁；接觸網支柱被雷擊損壞等。
2 接觸網遭受雷擊危害造成的影響
雷擊發生時，會在接觸網線索上產生過電壓，當超過線路絕緣水平時，接觸網線路發生絕緣閃絡，造成接觸網跳閘，嚴重時會發生斷線事故，根據鐵路相關規定，客運專線接觸網跳閘後，不論跳閘自動重合成功或重合失敗強送電成功，原因不明時，本線及鄰線都要限速運行，必將會對列車運行秩序造成影響，當跳閘重合失敗，試送失敗，造成中斷供電，將對運行秩序造成更大的影響。
3 接觸網防雷措施的特點
接觸網防雷性能的優劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來衡量。雷擊線路時線路絕緣不發生閃絡的最大雷電流幅值稱之為耐雷水平；每百公里每年由雷擊引起的跳閘次數稱之為雷擊跳閘率。線路的耐雷水平越高，線路絕緣發生閃絡的機會就越小。電氣化鐵路牽引系統的絕緣、過電壓保護和絕緣配合直接關係到接觸網的防雷性能。
接觸網是一種特殊形式的輸電線路，其防雷有它的特殊性：
（1）接觸網無避雷線，不能有效防止直擊雷。接觸網系統中的架空地線和架空回流線雖然有一定的防雷作用，但因其架設高度沒有達到有效防止直擊雷的高度，僅能起到部分防雷作用。
（2）電氣化鐵道中成排的接觸網支柱是利用回流線作閃絡保護地線的集中接地，支柱基礎上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地電阻較大。
4 常用防雷措施在接觸網中的應用
將輸電線路中常用的防雷措施，應用到接觸網上，能夠提高接觸網的防雷能力，增強接觸網供電的可靠性，保證鐵路運輸的安全暢通。 接觸網的防雷措施主要是安裝避雷器和架設避雷線，同時做好必要的接地。
4.1 架設避雷線
架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施，避雷線的主要作用時防止雷直擊導線，同時還具有降低導線上的感應過電壓以及減少線路絕緣子的電壓等。
4.2 降低接地電阻
鐵路沿線的土壤電阻率普遍較高，製作低電阻地網十分困難，且投入很大。接觸網支柱在使用常規方法作成地網後，其接地電阻大都隨著時間的推移而不斷增高，而且隨著氣候的變化而不斷變化。針對降低接地電阻的問題，採用的方法有：增大地網面積，增設垂直接地體，深埋接地網，使用降阻劑，零散的接觸網支柱設置獨立接地極等。可根據實際情況對支柱接地進行監測，使接觸網支柱的接地電阻始終在規範規定值之內。
4.3 安裝避雷器
在牽引供電系統中，很多採用的供電方式是帶回流線的直接供電方式。實際運行中，防雷應用安裝比較多的為避雷器。接觸網採用的避雷器應體積小、重量輕、結構簡單、安裝方便，其保護水平應與接觸網的絕緣水平配合良好，其保護距離應儘可能大，其密封性、防爆性、耐污性、可靠性等要求比較高，目前接觸網常用的避雷器為帶脫離器的氧化鋅避雷器。對於一般高雷區通常採用局部關鍵點設置避雷裝置進行接觸網防雷。在有雷擊發生時，只要避雷器的衝擊放電電壓小於接觸網絕緣子的衝擊放電電壓就會動作以避免變電所饋線斷路器跳閘。同時，由於避雷器動作後吸收了雷電能量，絕緣子、支柱的等值阻抗上受到的衝擊電壓僅為避雷器的殘壓，提高了接觸網的耐雷電衝擊水平。
4.4 自動重合閘裝置的採用
牽引變電所饋線側設有自動重合閘裝置，由於大多數雷擊造成的閃絡事故在線路跳閘後能夠自行消除，在饋線斷路器跳閘後，自動重合閘也可恢復供電。在線路正常運行和保護供電可靠性上都發揮了積極的作用。
4.5 加強絕緣子的清掃
我國鐵路運輸主要特點是客貨混運，以貨為主，加上鐵路線上各類型機車混合牽引，機車內部排出的廢氣，列車運行時形成的氣流將散裝貨物和各種飄落在道床上的塵埃揚起，鐵路線路使接觸網絕緣子大量被污染。根據接觸網結構特點和鐵路運輸組織，當絕緣子發生污染後，往往不能及時清洗，從而導致更嚴重的污染，尤其是鐵路隧道中的絕緣子。因此要加強清掃絕緣子尤其是重污染區的絕緣子，以減少閃絡。
5 結束語
隨著我國電氣化鐵路運營里程的不斷增加，高速客運專線的逐步投入運行，對牽引供電系統的可靠性、安全性提出了更高要求。由於雷電發生的機理十分複雜，我們還不能完全控制雷害的發生，但通過必要的防雷措施，可以減少雷害的發生，為確保牽引供電系統安全可靠運行，我們要不斷地總結經驗教訓，加強運行、檢修、維護各個環節的工作，重視防雷的措施和技術改進工作，採取有針對性的防範措施。
參考文獻
［1］薛艷紅,劉方中.接觸網運行與檢修[M].中國鐵道出版社,2011.
［2］於增.接觸網防雷技術研究[J].鐵道工程學報,2002.
［3］劉明光.接觸網的防雷簡化分析[J].鐵道學報,1996.
［4］吉鵬霄．接觸網[M]．化學工業出版社,2006.
［責任編輯：湯靜］
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