电气化铁道接触网线路防雷技术探讨

孙成富

摘  要：电气化铁道接触网线路防雷主要通过防雷装置来产生作用，避雷器是防雷装置的核心工具。电气化铁道接触网是特殊输电线路，主要向沿线铁路、铁轨上的电力机车供电。本文主要分为两个部分，第一个部分是分析电气化铁道接触网线路防雷技术，主要包括两个方面的内容，分别是接触网雷击电压和接触网避雷器。第二个部分是分析电气化铁道接触网防雷技术优化策略，具体包括两个方面的内容，避雷装置与避雷检测技术的应用、安装避雷装置失效恢复系统。

关键词：电气化铁道;接触网;防雷;避雷器

引言

电气化铁道接触网安装在露天区域，装置具有较强的导电性，容易遭受雷击，引发铁路运输安全事故，产生不可估量的严重后果。铁路运输工程规划与建设周期较长，涉及不同方面的内容，为确保铁路运输环境安全，要高度重视电气化铁道接触网线路防雷设计与施工，制定相应的防雷标设计与施工标准，充分运用科学有效的防雷技术，精准定位避雷装置，保障电气化铁道接触网线路的稳定运行，发挥防雷装置的最佳防雷效果，减少甚至避免雷击接触网线路事故损失。

一、电气化铁道接触网线路防雷技术

电气化铁道建设数量持续增长，铁路运输安全风险增加，对人员、物资等的安全运输造成威胁，为降低安全事故风险性，要不断优化电气化铁道接触网线路防雷技术，优化避雷装置设计与施工。

（一）接触网雷击电压

电气化铁道延伸范围越广，接触网线路也随之延伸扩大。经过雷云时，会遇到较强电流，影响接触网线路的正常运行，接触网线路传输电力时会产生较大负载压力，承受不同程度大小的雷击电压，且对接触网线路周围环境产生不利影响。当接触网线路上面的绝缘子绝缘性较低，或者雷电与接触网线路之间的间距距离较短，接触网线路会出现绝缘闪格现象，引发雷击接触网线路安全事故。为妥善解决雷击接触网后产生的问题，要不断提高棒式绝缘子的绝缘效果，并充分考虑到区域环境条件、雷电天气等情况，优化接触网线路结构布局，强化支柱支撐效果，提升电气化铁道接触网避雷能力。

（二）接触网避雷器

接触网线路防雷装置是避雷器，常见避雷器包括管型避雷器、氧化锌避雷器、碳化硅阀型避雷器、角隙避雷器。不同类型的避雷器对应不同的构造与性能。管型避雷器在实践应用中存在的缺陷是分散雷击，容易受到大气环境影响，环境适应性较弱，并未被广泛应用于不同地区的电气化铁道接触网防雷装置中。氧化锌避雷器是适用范围最广的一种避雷器，制造数量较多，应用此种避雷器时，零部件容易发生故障问题，装置折损率较高，使用年限不长，需要频繁更换新避雷装置。碳化硅阀型避雷器的主要缺点是构造复杂，制造程序繁琐，制造成本较高，尚未获得规模化量产，相应的产品定价较高，安装此种避雷器，要承担较大的经济成本【1】。碳化硅阀型避雷器的性能优势特征并不明显，在实践应用中不一定能够确保会起到较好的避雷效果。角隙避雷器 构造简单，操作方式简便，造价不高，在实践应用中存在的主要问题是容易受到异常天气影响，不能长时间抵御雷击，避雷装置使用时间越长，其避雷效果越差。如果此种避雷器的角隙中存在异物，当遇到雷雨天气时，遭受雷击后会烧毁避雷装置，其安全风险性较高。接触网避雷器在实践应用中都会产生不同问题，后期维修成本较高，为妥善解决此种问题，要充分结合当地气候条件，及时观测气候变化，总结气候变化特征要，优化设计避雷装置结构，降低露天环境对避雷器所产生的不良影响。

二、电气化铁道接触网防雷技术优化策略

（一）避雷装置与避雷检测技术的应用

避雷器设备构造、用途、品质等要素，会直接影响防雷装置所起到的防雷效果。分析电气化铁道接触网线路防雷技术，要将研究重点落脚到避雷器构造、性能等方面。以行业规范标准为前提，统计雷电日天气，结合天气统计结果，将电气化铁道的延伸区域划分为强雷区、高雷区、多雷区、少雷区，进行分区域管理，优化接触网线路架设结构，安装不同组合形式的避雷装置【2】。从接触网线路磨损层面考虑，选用耐磨性能较好的导线材质。针对避雷装置故障问题，加强装置维修与管理，及时更换故障设备。加强避雷检测技术的推广应用，结合近期天气情况，合理规划避雷装置结构，选用新型避雷器。加快避雷器的创新研发，加快新型避雷器的推广应用，同步安装避雷检测装置，充分发挥避雷检测技术优势，及时检测雷击接触网情况，采取对应的应急处理措施。以强雷区为例，雷击强度最大，雷电日数较多，要独立安装避雷线，精准把控避雷线保护角安装方位，确保其处于安全环境中。增设避雷装置，确保电气化铁道重要部位处安装避雷装置。其次，合理规划电气化铁道接触网保护线，架设防雷保护线，能够延伸避雷装置的保范围。防雷保护线以接地线为主，注意要精确定位架设区域，提前标记架设地点，按照正确操作方法完成保护线架设。

（二）安装避雷装置失效恢复系统

电气化铁道建设范围逐渐扩大，电气化铁道施工现场情况较为复杂，大部分铁路工程的施工区域集中在山区、荒漠等，施工条件艰苦，地质地貌特征复杂，不利于开展常态化维修管理。修建应急维修基站时，会因现实环境条件制约而产生较多问题，增加施工难度，增加施工成本。部分沿线铁路区域缺乏充足数量的应急维修基站，对接触网线路的维修检查不及时，会增加避雷装置故障风险，降低避雷效果。其次，安装电气化铁道接触网避雷器方面，存在规划不合理、重复安装等情况， 不仅会降低装置避雷效果，也会造成资源浪费。要合理设计接触网线路防雷技术，增加应急维修基站修建数量，定期检查接触网线路，不断扩大防雷技术的实践应用效果。电气化铁道接触网避雷装置的使用时间较长，有时会出现防雷装置失效的情况，降低避雷效果。安装避雷装置失效恢复系统，是确保接触网避雷装置稳定运行的应急处理方法【3】。完善相应的应急处理机制，当发生故障问题后，电气化铁道能够在较短时间内完成自动修复，恢复正常供电，确保铁路运输安全。

结语

布设安装电气化铁道接触网，主要承载铁路沿线交通工具运行供电，电气化铁道接触网是普通列车最为主要的功能方式，是高铁动车稳的唯一功能方式，为交通运输保驾护航。现阶段我国电气化铁道数量线呈现出逐渐增长趋势，为交通运输提供极大便利，同时也增加了雷击接触网线路事故的安全风险，相关部门要加快接触网线路防雷技术创新研发，加快避雷装置设备的优化升级，积极解决避雷装置在实践应用中产生的各种问题，强化避雷装置防雷效果，充分发挥避雷装置的安全防护作用。

参考文献：

[1]费兆华.高速电气化铁路接触网施工技术要点分析[J].中国设备工程， 2021.

[2]杨佳， 陈奋飞， 陈可，等.电气化铁路接触网系统抗震设防策略探讨[J].铁道工程学报， 2021， 38（10）：5.

[3]潘利科， 陈立明， 杨才智，等.电气化铁路接触网紧固件防松措施及其检测技术研究[J].电气化铁道， 2020， 31（4）：5.