关于高速铁路接触网防雷技术分析

关于高速铁路接触网防雷技术分析

摘要：电气化铁路凭借其较大的牵引力大、较快的速度快以及较低的能耗等优势渐渐发展成铁路运输的主要趋势。接触网是电气化铁路最为主要的构成环节，其大多数均暴露在自然环境之中同时并未进而备份。完善好接触网的防雷工作，对于增强高速铁路的安全运输与行驶效率有着极为重要的意义。本文就针对高速铁路接触网防雷技术的相关内容进行了分析，以供参考。

关键词：高速铁路；接触网；防雷技术

接触网是牵引供电系统的重要组成成分，在当前的建设中，接触网大部分处于裸露状态且后备能力较弱。高速铁路接触网的防护措施缺乏或效用较低，都将会直接导致绝缘子的损坏，可能会导致跳闸情况发生。其不仅不利于铁道运营，对系统内的相关电气设备造成损坏，严重的还会对相关人员的安全造成威胁。所以加强接触网防雷技术的研究是十分必要的。

1雷电的表现分类及特点

1.1雷电表现分类

从雷电的表现方式来看，雷电分为枝状、带状以及球状等，相比几种雷电，球状雷电的危害较大，电压和电流较高，容易对接触网造成损害。从分类方式上来看，一般以雷电的空间位置进行分类，以云为参照物，雷电分为云内闪电和云际闪电以及地闪。目前接触网受到的雷击多为地闪导致，由于接触网能够产生电磁感应，地闪高度相对较低，容易导致接触网和地闪接触，造成雷击事故。

1.2接触网雷电特点分析

1.2.1雷击部位多为绝缘子部位

从近几年的雷击事件来看，在电气化铁路接触网中，雷击的部位多在绝缘子部位，比例达到了50%以上，当雷电击穿绝缘子之后，会造成设备故障，从而影响铁路运行。

1.2.2设备最高处容易遭受雷击

正馈线、站场软横跨承力索端部绝缘子等容易遭受雷击的部位距离轨面的高度多在10m以上，而保护这些部位的接触悬挂却在这些部位的下方，从而也起不到保护的作用，使该部位遭到雷击。

2我国接触网当前的防雷设计分析

就中国目前而言，高铁项目建设规模不断扩大，没有完善的备份体系。如果在运行过程中发生雷击，将很难恢复，这将严重影响接触网的正常供电。根据我国有关部门的规定，防雷线只能布置在强雷区的接触网中。但是，高速铁路接触网大部分位于多拉扬地区，因此很容易发生雷击。为了更好地保证接触网的正常运行，有必要不断分析和研究相关的防雷技术。在实际操作中，还应严格按照有关规定和标准作为参考条件。这些规定用于防雷。接地技术和电磁兼容性都有一定的指导意见。当雷场被划分时，通常与该地区的年闪电时间一起进行。如果不到20天，它属于雷区。如果在20天到40天之间，则属于雷区。如果40天到60天属于高矿区，超过60天属于强雷区。目前，大多数高速铁路接触网采用防雷设计，或者在进行防雷设计时设置防雷线，以实现防雷保护。在此基础上，他们不断加强联络网络。接地装置设计工作。如果涉及一些重型矿井，高架桥或高污染地区，在设计避雷装置时，应明确规定所使用的避雷器。相关工作人员应使用氧化锌防雷装置。

3高速铁路接触网防雷技术优化措施

3.1注重系统中的绝缘子的选择

当高速铁路接触网受到雷电袭击时，直接导致系统重合闸操作失败，导致该

区域停电。造成这种现象的主要原因是由于雷击的发生，系统中的绝缘体将显示

为续流状态并最终爆裂。同时，由于缺少备份设置，上述情况难以实现线路绝缘

设置的自动恢复，导致重合闸失败。为了避免在发生倦怠时绝缘子引起的一系列

问题，相关技术人员可以积极采取以下措施进行控制。首先，在绝缘子安装过程中，积极有效地分流工频电弧故障，如尽可能并联安装保护间隙。这种方法主要

是通过避免绝缘体表面上的电弧燃烧来保护绝缘体。其次，避雷器和避雷器的安

装也可以有效避免产生工频电弧。最后，在选择绝缘体时，注意保证其消融性能。

3.2注重接触网系统的接地装置的设计

在我国的防雷设计规范中，我们对重要建筑物的防雷安装工作做了明确规定，在建筑物外部进行防雷设施时，必须确保其余建筑物的相关防雷设备共同使用。

统一接地装置。同时，接地装置及相关金属管道也必须组合使其具有等电位，并

与高铁的接触网柱连接。常见的接触网柱采用钢柱形式。但是，无论接触网支柱

上是否安装避雷线或避雷器，接触网受雷击损坏，都有可能在雷击的作用下成为

接地棒。在设计高速铁路接触网接地装置时，有关部门选择的接地方式为综合接

地系统，接触网系统涉及的多根支柱与接地线连接。

3.3接地防雷措施

接地防雷措施主要分为安全接地措施和工作接地措施两种：1）安全接地。

①对于距离接触网带电体五米以内的金属结构物都需要进行安全接地处理。②

对于避雷器等设备双接地的情况，一端要接入回流线或保护线，另一端要接入综

合地下。③当独立供电线支柱成排出现时，一些支柱的要设置专门的接地。2）

工作接地。①信号完全横向和吸上线每间隔1500m进行一次连接。②在高速铁

路可以设置全线贯通的综合接地系统，在综合接地系统中纳入接触网，对支柱和

回流线进行不绝缘悬挂，保证工作接地可以安全接地。

3.4高速铁路接触网防雷建议

①在铁路线路中，为了可以屏蔽接触网和正馈线，在高速铁路线路上增设了

一根铝包芯铝绞线架空地线。为了雷电流可以有稳定的泄流通道，使用70型铜

芯电缆增设在路基区段的基础和支柱中预留出接地螺栓之间。对于加强线区域，

当加强线从运行中退出后，会和接触网的支柱产生短接，使加强线变成柱顶的架

空线。对于这种情况，当加强线从运行中退出时，要将接触悬挂和加强线之间的

连接拆除。并短接各个加强线固定处的支柱绝缘子，使用支柱基础和铜芯电缆将

路基段的接触网连入到预埋螺栓上。将贯通地网和桥梁地段的架空线连接起来，

接地电阻控制在1Ω以内。②为了避免直接雷害，建议处于平均雷电日在40天

以上的高速铁路，整条线路都要架设避雷线。对于少雷区域的高速铁路，要分析

和统计沿线雷害情况，对雷害多发区和重要设备位置可以架设独立的避雷线。尽

可能将避雷线安装在承力索的上部。③建立完善的接地系统。为了充分发挥出防雷措施的作用，要在关键的位置和区段保证接地电阻值，并定期检测电阻值。在

综合接地系统中接入防雷设施时，要和其他接入设备贯通点之间的距离保持在

15m以上。安装避雷器时，要安装绝缘底座，安全接地和工作接地不可以使用通

一个电流通道。④为避免感应雷害需在重雷区和高雷区的各个锚段设置避雷器。统计分析少雷区沿线雷害情况，将避雷器设置在雷害多发区。此外，还需要在敏

感位置布置避雷设备。例如长度超过2000m的隧道两端、站场和分相端部的绝缘锚段关节、封闭雨棚的两侧、较长供电线上、高架区区域、高路基区域、架空转