王應永(成都鐵路局重慶供電段，400053)

電氣化鐵道接觸網防雷研究與改造研究

王應永
(成都鐵路局重慶供電段，400053)

電氣化鐵道接觸網防雷作為鐵路正常安全運行不可或缺的重要保障手段之一，對維持鐵道長期穩(wěn)定可靠運行具有重要的意義。為進一步提高電氣化鐵道接觸網防雷技術水平，強化接觸網防雷效果，本文對我國的電氣化鐵道接觸網防雷現(xiàn)狀進行了一定分析，并提出了幾點電氣化鐵道接觸網防雷改造措施，最后結合工程實際進一步說明了鐵道接觸網防雷改造的具體方向。

接觸網；電氣化鐵道；防雷；改造

前言：在電氣化鐵道建設中，接觸網是鐵道沿線上為機車提供運行所需電能的特殊輸電線路，主要用于完成變電所降壓電流的牽引。由于接觸網大面積暴露在外，易受雷擊襲擊，引發(fā)絕緣閃絡或線路跳閘等事故，且隨著鐵道接觸網防雷需求的不斷轉變與防雷技術的不斷發(fā)展，電氣化鐵道接觸網防雷也需要進行不斷的改造，因而改造電氣化鐵道接觸網防雷，減少接觸網雷擊現(xiàn)象發(fā)生十分重要。

1.電氣化鐵道接觸網防雷現(xiàn)狀研究

伴隨交通設施建設規(guī)模的不斷擴大，現(xiàn)階段我國電氣化鐵道線路已有幾十萬千米長，接觸網發(fā)生雷擊概率大，由此所造成的經濟損失也是巨大的。電氣化鐵道接觸網防雷越來越受到國家與社會各界的重視，越來越多的防雷裝置、防雷措施被應用到鐵道接觸網防雷當中，且接觸網防雷改造步伐逐漸加快。當前，我國電氣化鐵道接觸網防雷所用避雷裝置主要有管型避雷器、氧化鋅避雷器、角隙避雷器等。雖然這些避雷器都能在一定程度上起到防雷作用，但同時也都存在著一定的缺陷和局限，隨著接觸網防雷要求的逐漸提高，已難以滿足這種需求[1]。如角隙避雷器，雖調整靈活便捷，但必須要保證角隙上不能有任何異物，否則就會引發(fā)放電現(xiàn)象，燒毀避雷器。氧化鋅避雷器雖然應用很廣，但壽命短、易損耗。整體來看，我國電氣化鐵道接觸網防雷在技術上和避雷裝置上都存在較多的缺陷。

2.電氣化鐵道接觸網防雷改造措施

2.1 引進先進避雷裝置與避雷檢測技術

按照國家有關暫行規(guī)定辦法，根據電氣化鐵道所在地區(qū)雷電日數(shù)量級，對電氣化鐵道接觸網現(xiàn)有避雷檢測技術和避雷裝置進行革新，對那些相對滯后的、難以滿足現(xiàn)代鐵道接觸網防雷需求的裝置與技術進行革除，加大資金投入，引進先進避雷裝置和避雷檢測技術。若電氣化鐵道位于強雷區(qū)，則需要對避雷線進行獨立設置，且避雷線保護角應嚴格控制在45°以內。在變壓器邊緣區(qū)域安裝避雷裝置，避免線路遭受雷擊直接襲擊，在鐵道隧道部分兩端、接觸網與AF線連接處、分相部位及其他關鍵部位安裝避雷裝置，如避雷針等[2]。安裝好先進避雷裝置之后，還需要對各種避雷裝置進行運行維護與檢測，監(jiān)控各避雷裝置運行狀態(tài)，以便發(fā)生故障時可以得到及時有效的處理，確保避雷裝置可以正常發(fā)揮防雷作用。例如，引進避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)、避雷器在線檢測器等。利用這些先進有效的檢測技術、檢測設備對電氣化鐵道接觸網各種防雷裝置進行全面細致的檢測，記錄好避雷器放電次數(shù)等參數(shù)，掌握避雷器運行情況，保障避雷器正常穩(wěn)定運行。

2.2 合理鋪設架空接地線等保護線

對于電氣化鐵道接觸網的防雷改造，架設保護線是十分重要的一個環(huán)節(jié)。因為安裝避雷器并不能保證整個接觸網都處于保護范圍之內，還需要架設接地線等保護線路，合理設置架空地線接地點，使整個接觸網全線防雷得到進一步優(yōu)化。按照國家出臺的《鐵路電力牽引電設計規(guī)范》內容要求，架空地線接地點與保護線應設置在鐵路沿線地帶，但由于地理位置、地理環(huán)境的不同，具體的設置位置還需要依據接地間距、接觸網結構通過精確的計算來確定[3]。只有確保保護線與架空地線接地點位置設置合理，才能在接觸網發(fā)生雷擊或出現(xiàn)電流短路故障時，通過保護線和架空地線接地點順利及時穿過短路電流，從而保障接觸網正常工作時的電流順利輸送到目標位置。這種設置保護線的防雷改造措施，不僅操作方便，成本低廉，而且起到的防雷效果顯著，可以在電氣化鐵道接觸網防雷改造工程中大范圍推廣應用開來。

2.3 安裝避雷裝置失效恢復系統(tǒng)

在電氣化鐵道接觸網防雷裝置長期運行過程中，不可避免的會出現(xiàn)一些避雷裝置防雷失效情況，若避雷裝置防雷失效得到不到及時的恢復，無疑會給接觸網遭受雷擊埋下安全隱患。因而在電氣化鐵道接觸網防雷改造工程中，安裝避雷裝置失效恢復系統(tǒng)是必須采取的一項重要措施[4]。針對鐵道線路長、避雷裝置數(shù)量多且整體較為分散的特點，若單純依靠人工搶修方式對鐵道接觸網雷擊事故進行維修，不僅效率低而且危險系數(shù)高，而安裝避雷裝置失效恢復系統(tǒng)則可以有效彌補人工搶修方式帶來的不足。在避雷裝置失效恢復系統(tǒng)的運行下，失效的避雷裝置可以及時被隔離起來，從而很好的保護其他避雷裝置免受故障影響，進而保障接觸網輸電線路正常持續(xù)運行。

3.電氣化鐵道接觸網防雷改造案例

我國首次建成的客貨混運膠新鐵路全線長300多米左右，時速約100公里，屬于一級半自動封閉鐵路，位于山東省和江蘇省境內。2007年，山東電網雷電監(jiān)測系統(tǒng)建成，為膠新鐵路接觸網防雷改造項目的實施積累了大量數(shù)據。近幾年，山東省境內膠新鐵路橫跨的多個城市均發(fā)生過較多雷擊事故，其中青島、威海、濟寧、濰坊等城市是雷擊高發(fā)區(qū)。為滿足鐵路運輸要求，該鐵路接觸網絕緣水平有了逐漸提高，防污棒式絕緣子雷電沖擊耐壓等級也達到了300kv，但牽引變電所是防雷中的薄弱環(huán)節(jié)，需要進一步的加強。由此，膠新鐵路開始實施接觸網防雷改造項目。

綜合山東省東南部各城市雷擊發(fā)生情況，雷電流值、電流波形、地形地貌等各種因素分析，膠新鐵路接觸網防雷改造具體可以從幾個方面來進行，即降低接地電阻、安裝雷電定位系統(tǒng)，適當增加避雷器數(shù)量和架設架空地線等[5]。位于山東東南部的膠新鐵路接觸網防雷可以采用雷電定位系統(tǒng)對接觸網運行進行實時監(jiān)

測，該系統(tǒng)是一種新型雷電測量技術，融合了遙感技術、地理信息技術和全球衛(wèi)星定位技術等多種先進測量技術，具有監(jiān)測面積廣，測量準確性高等優(yōu)點，可以很好的保證電力機車安全運行。架設架空地線也是一種很好的防雷措施，膠新鐵路在山東雷擊高發(fā)區(qū)應將回流線路改造成架空地線，采用柱頂方式進行架設，安全垂直距離應不小于2m。經改造后雷擊事故次數(shù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，較之改造前，該鐵路雷擊現(xiàn)象發(fā)生頻率大大減小，雷擊造成的損失也得到了有效的控制。

總結：綜上所述，隨著電氣化鐵道線路建設規(guī)模的不斷擴大，接觸網防雷要求也會變得更高，因此我國需要加快電氣化鐵道接觸網防雷改造，在引進先進避雷裝置與避雷器檢測技術的同時，加大國內防雷技術研究力度，努力克服現(xiàn)有防雷裝置存在的各種缺陷，將電氣化鐵道接觸網全面保護起來，盡可能減小接觸網雷擊事故發(fā)生，為我國鐵道正常平穩(wěn)運營提供安全環(huán)境。

[1]劉琪. 高路基膠新鐵路電氣化改造接觸網防雷措施淺析[J]. 科技致富向導,2013,14:194-196.

[2]陳甫康. 京廣高鐵廣東段接觸網防雷現(xiàn)狀及改進措施[D].中國鐵道科學研究院,2014.

[3]鄭學賢. 高速鐵路接觸網ATP建模及防雷保護研究[D].華東交通大學,2013.

[4]曹曉斌,熊萬亮,吳廣寧,李瑞芳,周利軍. 接觸網引雷范圍劃分及跳閘率的計算方法[J]. 高電壓技術,2013,06:1515-1521.

[5]楊世武. 高鐵和重載條件下電氣化鐵道干擾對室外信號影響研究[D].北京交通大學,2014.

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1007-6344（2016）04-0059-01