电气化铁道接触网线路防雷技术探讨

荆飞

摘要：我国铁路交通作为现代国民经济的主要交通动脉，在涉及经济、军事、民生、政治、农业等各个方面也都具有重要战略意义。近年来，高速铁路重载线和电气化铁路彻底改变了我国原有的高速铁路运输运行方式，大大提高了铁路运输运行效率。接触网设备是新型电力机车的主要动力源，其运行稳定性和运输安全性直接也会影响我国铁路运输安全秩序。据某大型铁路公司运营以来的数据统计，雷击事件是一直影响铁路接触网和其他铁路运输正常安全运行的最重要危险因素。由于防雷接触网是在露天环境中运行，因此无线电环境、地理位置、气候和环境条件都不同，并且运行条件也很差，研究不同作业条件下的预防雷击，提出一套有利于针对性的雷击防治管理措施也就显得尤为重要。

关键词：电气化;铁道接触网线;防雷;探讨

引言

目前，我国对所有电力铁路和悬链线的防雷措施还没有非常严格的技术规定。对于铁路接地装置的设计选型还是没有明确的技术设备要求，与此同时，技术规范中所规定的铁路避雷断路器的具体设置选用地点很有限。对实际线路运行条件的分析表明，悬链电缆线的安全和防雷，节电保护措施以及电源保护效果都不理想，接触网电缆线路中因遭雷击而直接导致电缆线索直接烧毁中断的灾害事例时有发生。如何有效地加强对接入接触网相关线路本身进行安全防雷电的保护，尽可能减少因接触网相关线路因受到雷击或者断线等而造成的生命危害和经济损失，是一个值得我们深入研究的重要课题。

一、雷击接触网的来源和分类

雷电主要可分为线性雷击雷，球形雷击雷和自动感应雷击雷。接触网经常遭受直接冲击雷和雷电袭击。直击雷：直接攻击侵入整个设备或与整个设备工作有关的信号传输线的一种雷电，但直接攻击雷的信号侵入设备的雷电概率很小。感应雷电：也称为感应雷，振动感应或声感应雷通过电压。它分为正向静电振动引起的雷击和反向电磁振动引起的雷击。感应进入雷电中的过电压主要是由于电磁场和其他电磁粒子耦合的剧烈速度变化等所引起的，而直接进入雷电中的过电压，则主要是由感应雷电流直接流过被雷击的物体内部引起的。悬链上有多个雷击，当直接在悬链上有多个雷击时，雷击损坏的可能性最小，但悬链上最严重的雷击直接导致多个避雷针连续闪烁。接触网停电雷电的几种类型可以归纳如下：静电雷击会导致人们通过地面或靠近接触网的人员感应或超过接触网上的电压。雷电击中接触极，雷电不会产生脉冲过电压，并且在雷电接触线上也没有脉冲过电压。雷电会直接影响悬链线，从而产生行波或超过其电压。

二、电气化铁道接触网防雷现状

随着我国目前铁路基础设施建设规模的不断扩大，我国的国内电力公路和铁路发展迅速，达到数十万公里。随着我国电力公路和铁路的不断发展壮大，电缆遭受了各种雷击。主要的可能性越来越大，但是如果我们国家的电力铁路遭受雷击，而轻亦可能导致不小社会损失，重亦可能招致交通事故，而是产生大量严重人员伤亡。近些年来，我国还越来越注重铁路接触网中的防雷设施建设与技术设备研讨，大量接触防雷断路器与相关结构设计被研讨开发研制出，它在我国的长，快铁路的接触网中得到了广泛的应用。当前在民用接触网中常用的防雷装置主要是管状避雷器，例如活化的氧化锌管状避雷器、管状避雷器、角隙管状避雷器等。除此之外，在实际技术设备应用中，用作我国铁道电气化工程项目铁道机电接触网也主要存在着以下几个突出难题。

（1）当前，我国仍然有大型铁路装备建设基地，在难以到达的山区和沙漠地区，铁路物流维修，铁路应急维修设备基地和联络维护措施不足。

（2）目前我国主要的电气化铁路管道联络网，缺乏避雷器的综合资源配置和合理的布置方案，大多数铁路、隔板、电源等关键情况下，大范围的铁路安全的现象时有重复排列的防雷装置，具有较大的铁路教育资源利用消耗。

（3）部分重点地段因为电气化工程项目铁道防雷接触网线路加装不太全，缺乏必要的线路防雷及磨损维护设计，导致铁道接触网内部磨损及电缆能损程度有过大，间接严重影响了铁道防雷断路器的正常防雷维护实际效果。

（4）對避雷接触网及其余避雷断路器的维修保养，及日常检修工作缺少必要的技术设备监督制度，维护人员在开始工作，防雷设备的维修和日常停工时经常存在技术缺陷，存在着许多非常的技术局限性。

三、电气化铁道接触网防雷改造探讨

1.引进先进避雷装置与避雷检测技术

依照现阶段国家铁路相关法律规定，依据国际雷电日的影响数目，将我国电气化铁道电缆经过的各避雷地域区划分，它主要分为河流雷区、中雷区和弱雷区。同时，我们将使用各种防雷检测设备和其他雷电质量检查来进一步改进和更新我们的技术。电气与铁路雷电接触网的相关技术：根据铁路的实际应用需求，加大科研投入，开发各种性能更好的避雷器及其他雷电检测装置和结构。再根据国际雷电日影响级数，和当地实际气候变化情况等有针对性地进行研究选择，从各种防雷检测设备和其他相关的防雷检测设备中选择。例如，在地雷较大的地区，必须能够合理地计划和严格执行每个特殊避雷装置的设备安装和安全保护。避雷器必须独立安装，并且必须严格控制每个避雷器的方位角。在安全保护范围内要保护的线路。除此之外，在电网电源进口边际及重要电气化工程项目铁道重要避雷部件，也必须与此同时加装前置避雷针等等重要避雷断路器。每天完成防雷设备的安装后，必须建立完整的日常维护和修理套件以及特殊的应急设备维护管理机制。用户必须远程监视特殊防雷设备的日常操作。在突发性灾难情况下，有必要及时维护和更换完整且丢弃的专用避雷器。

这一应用制度，可以与此同时吸纳国外已有的铁道避雷器监测在线数据监测器，及铁道避雷器在线数据监测妥善处理系统等等先进监测技术，并可以结合目前我国各省和地区实际应用情况及时加以设计改进，在全国第一时间可以应用于建成我国庞大的高速电气化公路铁道运输网络，但在推出去以前要降低社会经济损失，同时它还要认真做好相关数据库的收集整理分析工作，便于技术研究者自行研发一种性能更好的铁道避雷监测装置以及应用相关数据检测处理系统。

2.合理铺设电气化铁道接触网保护线

除了安装用于电气道路和铁路的避雷装置的避雷装置外，安装避雷线也是铁路防雷设备变化的重要环节。网络防雷设备本身只是一个屏蔽设备，因此无法有效覆盖整个无线联系网络。因此还可能需要同时架设一个保护性天线，以有效扩展整个避雷保护装置的网络保护覆盖范围，从而能够使整个无线接触网网络具备一定的网络防雷保护能力。目前，具有防雷保护的电线布局主要是地线布局，最重要的环节是放置架空地线和接地点的位置。只有充分研究结合当时地理中心位置及当时地理交通环境，根据专用接触网整体结构和各个接地点的间距并合理计算，精准准确定位每一个当时架空的铁路线上的接地点，才能做到最大限度上地发挥当时保护接地线的保障作用，这有效地确保了对高速公路和铁路以及专用的悬链线能够可靠而正常地运行，尽管当时发生了各种突发性灾难。这种通过管线架设公路保护防雷线路起到了作用，主要增强我国接触网公路防雷保护能力，在实践中还具备改造效率高、操作单纯的不小技术设备资源优势，因此，在现阶段，韩国已经得到了大规模的应用和推广，但是在韩国数十万公里的干线电力铁路中已广泛使用。

3.安装避雷装置失效恢复系统

电气铁路的建设是一项重要的工程，必须长期进入建设后期才能长期使用。电氣铁路采用悬链式防雷控制装置，在长期使用和大规模施工过程中，不可避免地有多种因素同时引起铁路防雷控制装置的异常故障。因而，在推动电气化道路铁道机电接触网安全防雷系统改造建设过程中，也应该研讨建设一套相应的防雷装置失效恢复测试系统。就当下我国当前国情而言， 电气化后，铁路是大型的、省油的，并且具有复杂多样的运行环境。其中仍然无人居住的山脉和沙漠。用于手动修复的各种紧急雷电保护修复方法是显而易见的。过去，电力铁路不能完全满足接触网紧急雷电的实际需求。可以说，仅通过建立健全，完善的防雷应急机制，就建立了防雷装置的故障恢复处理。这是过去通电后的铁路保护系统。电缆悬链线可以在系统出现故障的一段时间内恢复到正常稳定的状态，从而保证了过去所有电力机车和车辆的正常运行。它减少了铁路悬链线雷击可能造成的社会和经济损失。

4.综合法防雷措施

单电缆防雷措施可能无法有效地提供长期的电缆防雷技术保护。需要对单个长期防雷措施进行全面的统计分析。如实际电缆运行中的情况和切断输电电缆线路所能身处的恶劣环境，需要将各种新的防雷输电技术或是加以研究总结比较或是加以改进，已经开发出了一系列更适合于防雷和防雷的电力传输技术，以减少由于传输连接线上的雷击损坏而造成的个人财产，财产和人员损失。 逐步改进和持续改进防雷措施的主要目的是扩大两个主要方面，使防雷工作更加有效和有针对性。

结束语

综上所述，在目前的铁路电气化阶段，主要是通过设计和安装以铁路避雷器为主要核心的铁路避雷器，对现行的铁路线路接触网防雷系统进行改造，以及通过架设铁道保护避雷线路等来加以实现。接触网是电力机车的动力来源，其稳定性和安全性直接影响铁路运输的秩序。近年来，重型电力铁路改变了原来的铁路运输方式，大大提高了运输效率。因此，只要提高我国电气信息化铁道的无接触网在线防雷保护能力，研发一种性能更好的在线避雷器，设计愈加合理的在线防雷断路器及框架结构，合理展开规划而是组织构建愈加完善的安全保护性在线防雷网络平台，那是十分有效的防雷路径，还是现阶段最为可行的防雷路径之一。

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