提高接觸網(wǎng)防雷水平綜合研究

田辰洋

【摘 要】鐵路運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)之一，它既為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及現(xiàn)代國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸必須先行。接觸網(wǎng)是電氣化鐵道中主要供電裝置之一，其功用是通過(guò)它與受電弓的直接接觸，將電能傳送給電力機(jī)車(chē)。電氣化鐵道的接觸網(wǎng)伴隨鐵路穿過(guò)高山、跨過(guò)平原，氣候條件差別較大，情況復(fù)雜，絕大部分裸露于自然環(huán)境中且沒(méi)有備份，需要采用必要的大氣過(guò)電壓防護(hù)措施；同時(shí)，接觸網(wǎng)沒(méi)有避雷線，而自然界氣候千變?nèi)f化，沿線隨時(shí)有被雷擊的可能。如果缺少防護(hù)措施或措施不當(dāng)，可能引起絕緣子損壞、造成線路跳閘，直接影響電氣化鐵道運(yùn)營(yíng)。同時(shí)雷擊產(chǎn)生的侵入波過(guò)電壓通過(guò)接觸網(wǎng)傳人牽引變電所，可能引起所內(nèi)電氣設(shè)備的損壞造成更大的事故。我國(guó)地域廣大，因雷擊導(dǎo)致人員傷亡、設(shè)備損壞的事故屢見(jiàn)不鮮。我國(guó)目前對(duì)電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路的防雷措施并無(wú)嚴(yán)格的規(guī)定，對(duì)避雷器的選型也無(wú)明確的要求；同時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的避雷裝置的設(shè)置地點(diǎn)有限。實(shí)際運(yùn)行狀況標(biāo)明，接觸網(wǎng)線路的防雷保護(hù)措施和效果并不理想，接觸網(wǎng)線路遭雷擊而導(dǎo)致線索燒斷的事例時(shí)有發(fā)生。如何有效的對(duì)接觸網(wǎng)線路進(jìn)行防雷保護(hù)，盡可能減少接觸網(wǎng)線路因雷擊斷線造成的危害與損失，是我們研究的課題。

【關(guān)鍵詞】鐵路運(yùn)輸；雷擊危害；防雷措施

1.防雷保護(hù)以及雷擊危害介紹

1.1電力系統(tǒng)輸電線路常規(guī)的防雷保護(hù)措施

電力系統(tǒng)輸電線路防雷設(shè)計(jì)的目的是提高線路的耐雷特性，降低線路的雷擊跳閘率。電力系統(tǒng)在確定線路防雷方式時(shí)，綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式、線路的電壓等級(jí)、重要程度、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率高低等自然條件，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，采取合理的保護(hù)措施。

傳統(tǒng)的防雷措施主要是提高線路絕緣水平和降低桿塔的接地電阻。但是受桿塔結(jié)構(gòu)和地形條件的限制，效果并不明顯。且前電力系統(tǒng)高壓輸電線路防雷設(shè)計(jì)主要考慮的是反擊，而實(shí)際上造成輸電線路雷擊跳閘主要原因是繞擊。

在電力系統(tǒng)輸電線路中，現(xiàn)行的防雷措施一般有以下幾種：

（1）架設(shè)避雷線和避雷針以防止雷直擊導(dǎo)線。

（2）降低桿塔接地電阻。

（3）采用線路避雷器。

（4）加強(qiáng)線路絕緣適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)。

（5）裝設(shè)自動(dòng)重合閘。

1.2電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷現(xiàn)狀

我國(guó)幅員遼闊，氣象條件差異很大，雷電活動(dòng)情況很不相同，對(duì)于不同地區(qū)、不同地形根據(jù)具體條件，應(yīng)經(jīng)過(guò)調(diào)查研究區(qū)別對(duì)待。電氣化鐵道接觸網(wǎng)是露天供電裝置，為了安全運(yùn)行，應(yīng)采取必要的大氣過(guò)電壓防護(hù)措施。

對(duì)于我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)，在TBl0009—98《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.3.1條中規(guī)定：

（1）吸流變壓器的原邊應(yīng)設(shè)避雷裝置。

（2）重雷區(qū)及超重雷區(qū)，下列重點(diǎn)位置應(yīng)設(shè)避雷裝置：

1）分相和站場(chǎng)端部的絕緣關(guān)節(jié)。

2）長(zhǎng)度2000m及以上隧道的兩端。

3）供電線或AF線連接到接觸網(wǎng)上的連接處。

通過(guò)規(guī)范可以看出，我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷工程設(shè)計(jì)中，除了通過(guò)絕緣子自恢復(fù)絕緣外，還在接觸網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)位置設(shè)置了避雷器以達(dá)到防雷的目的。

目前國(guó)內(nèi)電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷設(shè)備和技術(shù)存在一定的缺陷，接觸網(wǎng)防雷發(fā)展的過(guò)程中暴露了各種問(wèn)題：

（1）國(guó)內(nèi)部分鐵道沿線未按照標(biāo)準(zhǔn)要求架設(shè)避雷裝置，人跡稀少的地區(qū)未修建專(zhuān)門(mén)的應(yīng)急維修站。

（2）避雷裝置設(shè)置的密度不合理，一般集中在內(nèi)部均有避雷器的站場(chǎng)和分相的關(guān)節(jié)處，如變電所、分區(qū)所、AT所等，重復(fù)設(shè)置造成資源浪費(fèi)，無(wú)形中造成關(guān)節(jié)處接觸網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，增加安裝檢修的難度。

（3）接觸網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中損耗和能損程度大，部分線路未采取防腐承力索，造成雷電沖擊耐受電壓低，影響防雷效果。

（4）避雷裝置未按時(shí)檢修，工作人員的監(jiān)控力度差，對(duì)失效的備件未能及時(shí)更換，造成接觸網(wǎng)電源短路，造成電氣事故。

（5）發(fā)生雷擊跳閘后，巡視人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)絕緣子，當(dāng)絕緣子內(nèi)部擊穿時(shí)，故障難以查找。

1.3 接觸網(wǎng)與輸電線路防雷措施的比較

根據(jù)以上分析，我國(guó)電氣化鐵道接觸網(wǎng)與電力系統(tǒng)輸電線路的防雷保護(hù)比較，呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）接觸網(wǎng)無(wú)避雷線，不能有效防止直擊雷。

我國(guó)牽引供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)電壓等級(jí)為25kV，目前均未設(shè)置避雷線。接觸網(wǎng)系統(tǒng)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(shè)高度沒(méi)有達(dá)到有效防止直擊雷的高度，僅能起到輸電線路耦合地線的部分防雷作用。

在我國(guó)電力系統(tǒng)中，等級(jí)1lOkV及以上的輸電線路基本采用了避雷線。目前我國(guó)35kV輸電線路大多采用中性點(diǎn)不直接接地方式，根據(jù)我國(guó)規(guī)程規(guī)定35kV輸電線路不需全線架設(shè)避雷線，只是在進(jìn)出變電站l～2km的進(jìn)線段范圍內(nèi)架設(shè)避雷線，并在進(jìn)線段的起始桿塔裝設(shè)避雷器。

（2）高壓電力輸電線路和牽引供電系統(tǒng)中的起始端和末端變電站處都加裝避雷器以防止過(guò)電壓。

（3）對(duì)于重雷區(qū)及超重雷區(qū)來(lái)說(shuō)，鐵路隧道內(nèi)接觸網(wǎng)對(duì)地的空氣問(wèn)隙太小，規(guī)范規(guī)定困難值為240mm，其承受沖擊放電電壓為170kV，而雷擊耐受水平僅11kA，超過(guò)雷電流概率為75%，與絕緣子不匹配。

而電力系統(tǒng)輸電線路在一般情況下，是無(wú)需穿越隧道的，對(duì)地的空氣距離均能滿足規(guī)程要求。

（4）電氣化鐵道中成排的接觸網(wǎng)支柱是利用回流線作閃絡(luò)保護(hù)地線的集中接地（區(qū)間大部分支柱都屬于成排支柱），支柱基礎(chǔ)上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地電阻較大。當(dāng)架空回流線遭受雷擊時(shí)，由于架空回流線的接地間距比較大，大部分情況下，雷擊過(guò)電壓將首先導(dǎo)致架空回流線的針式絕緣子閃絡(luò)，然后擊穿肩架與混凝土之間的保護(hù)層，經(jīng)支柱泄入大地。

（5）我國(guó)鐵路運(yùn)輸主要特點(diǎn)是客貨混運(yùn)，以貨為主，加上鐵路線上各類(lèi)型機(jī)車(chē)混合牽引，機(jī)車(chē)內(nèi)部排出的廢氣，列車(chē)運(yùn)行時(shí)形成的氣流將散裝貨物（如煤）和各種飄落在道床上的塵埃揚(yáng)起，使接觸網(wǎng)絕緣子大量被污染。

電力系統(tǒng)輸電線路的絕緣子只考慮自然環(huán)境帶來(lái)的污染，在一般情況下不考慮人為因素造成的污染。所以在同等條件下，接觸網(wǎng)較電力系統(tǒng)輸電線路發(fā)生閃絡(luò)的可能性大大增加。

通過(guò)以上比較可以看出，牽引供電系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)防雷技術(shù)可參考輸電線路的防雷措施。但是，從客觀環(huán)境來(lái)看，接觸網(wǎng)較輸電線路采取的防雷措施更為復(fù)雜。

1.4 雷擊對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)的危害以及防雷的意義

根據(jù)我國(guó)鐵路牽引供電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)部門(mén)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，從目前開(kāi)通的近2萬(wàn)公里電氣化鐵路的運(yùn)行情況看，部分線路雷擊事故比較頻繁。具體危害表現(xiàn)：

（1）雷電造成接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)，引起牽引變電站跳閘。

（2）鐵路隧道中，雷電常出現(xiàn)擊穿水泥壁。

（3）接觸網(wǎng)支柱被雷擊損壞。

接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，沒(méi)有后備能力，如果防雷措施采取不當(dāng)，可能引起絕緣損壞，造成線路跳閘，將直接影響電氣化鐵道運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，雷擊產(chǎn)生的侵入渡過(guò)電壓通過(guò)接觸網(wǎng)傳入牽引變電所，可能引起站內(nèi)電氣設(shè)備損壞，造成更大的事故。因此，接觸網(wǎng)的防雷是影響電氣化鐵道供電安全可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2.接觸網(wǎng)雷擊電流分布和機(jī)理

2.1雷電基本參數(shù)

2.1.1雷暴日及雷暴小時(shí)

雷暴日是一年中發(fā)生雷電的天數(shù)，以聽(tīng)到雷聲為準(zhǔn)，在一天內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲，無(wú)論次數(shù)多少，均計(jì)為一個(gè)雷暴日。各個(gè)地區(qū)的雷暴日或雷暴小時(shí)有很大差別，它們不但與該地區(qū)所在緯度有關(guān)，而且也與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、地形地貌等因素有關(guān)。TBl0009—98《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.3.1條中規(guī)定：

輕雷區(qū)—N≤30d；

中雷區(qū)—30d

重雷區(qū)—60d

超重雷區(qū)—N>90d。

2.1.2地面落雷密度

從防雷的觀點(diǎn)出發(fā)，最重要的是雷云對(duì)地面的放電。而雷暴日或雷暴小時(shí)中還包含我們不關(guān)心的雷云之間的放電。地面落雷密度（y）表示每平方公里地面在一個(gè)雷暴日中受到的平均雷擊次數(shù)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雷暴日為40的地區(qū)取y=0.07。

2.1.3雷電流幅值

雷電的強(qiáng)度可用雷電流幅值I來(lái)表示。由于雷電流的大小除了與雷云中電荷數(shù)量有關(guān)外，還與被擊中物體的阻抗或接地電阻的量值有關(guān)，通常把雷電流定義為雷擊于低接地電阻（≤30Ω）的物體時(shí)流過(guò)雷擊點(diǎn)的電流。

2.1.4輸電線路耐雷水平

輸電電路防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來(lái)衡量。其中雷擊跳閘率通常是假定在每年40個(gè)雷電日的情況下，每百公里線路每年因雷害而可能跳閘的次數(shù)，它可以用來(lái)衡量不同設(shè)計(jì)方案的相對(duì)優(yōu)劣，并不能代表線路實(shí)際運(yùn)行中真實(shí)情況。耐雷水平定義為：雷擊線路時(shí)，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值，單位為KA。線路的耐雷水平越高，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)會(huì)就越小。

2.1.5輸電線路雷擊跳閘率

雷擊輸電線路的跳閘次數(shù)與線路可能受雷擊的次數(shù)有密切關(guān)系。而線路可能受雷擊的次數(shù)與線路的等值受雷擊寬度，每個(gè)雷暴日每平方公里地面的平均落雷次數(shù)，線路長(zhǎng)度及線路所經(jīng)過(guò)地區(qū)的雷電活動(dòng)程度有關(guān)。

2.1.6污穢絕緣子的雷電沖擊電氣特性

雷電沖擊電壓的作用時(shí)間極短。同時(shí)，霧、露、雨等不利氣象條件與雷電沖擊波同時(shí)作用的概率很小。因此，許多人認(rèn)為污穢絕緣子的雷電沖擊強(qiáng)度不會(huì)有明顯的降低。

牽引供電系統(tǒng)的接觸網(wǎng)在遭受雷擊時(shí)，通常是在工頻交流電壓的作用下疊加雷電沖擊從而造成事故的。試驗(yàn)表明，絕緣子的雷電沖擊耐壓隨著其鹽密的增加而下降，并且比清潔狀態(tài)的50%濕閃電壓降低10～35%。同時(shí)，大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也表明，雷電沖擊耐壓因污穢可降低30%左右。

2.1.7絕緣子污染狀態(tài)下的沿面放電原理

污染絕緣子表面上的污層在干燥狀態(tài)下一般不導(dǎo)電，但在遇到雨、霧、露等不利天氣時(shí)，污層將被水分濕潤(rùn)，電導(dǎo)大大增加，同時(shí)在工作電壓下的泄漏電流也大增。在一定電壓下，能維持的局部電弧長(zhǎng)度亦不斷增加，絕緣子表面上這種不斷延伸發(fā)展的局部電弧達(dá)到某臨界長(zhǎng)度時(shí)，電弧自動(dòng)延伸直至貫通，完成沿面閃絡(luò)。

2.2牽引供電系統(tǒng)的絕緣及其配合

2.2.1牽引供電系統(tǒng)的絕緣

由于牽引供電系統(tǒng)采用的是一相接地，單相運(yùn)行方式，電氣設(shè)備承受電壓為線電壓，因此需要采用相間絕緣方式。另外，接觸網(wǎng)導(dǎo)線架設(shè)高度低（較電力系統(tǒng)的高壓輸電線路）、沿線大氣污染嚴(yán)重等，也是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)。

根據(jù)這些特點(diǎn)，沿線的污染源主要以列車(chē)在運(yùn)行中產(chǎn)生的塵土、金屬粉塵及少量散裝貨物飄逸的粉塵、附近城市和工業(yè)污染、混合牽引產(chǎn)生的蒸汽、粉塵和油污等構(gòu)成。因此，牽引供電系統(tǒng)的外絕緣主要以污穢絕緣為主。

規(guī)程規(guī)定牽引供電系統(tǒng)的爬電比距在輕污區(qū)為33.5mm/kV；在重污區(qū)為41.5mm/kV；超重污區(qū)為50.0mm/kV。同時(shí)，規(guī)范也規(guī)定在重污穢區(qū)，接觸網(wǎng)棒式絕緣子爬距為1200mm。

2.2.2牽引供電系統(tǒng)的絕緣配合

電氣化鐵道的牽引系統(tǒng)由牽引供電系統(tǒng)（包括牽引變電所和接觸網(wǎng)）、電力機(jī)車(chē)兩大部分組成，和電力系統(tǒng)一樣，電氣化鐵道牽引系統(tǒng)的絕緣、過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合直接關(guān)系到電氣化鐵道牽引系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)。由于電氣化鐵道牽引系統(tǒng)存在著特有的供電方式復(fù)雜、電壓波動(dòng)大（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為20kV～29kV）、其對(duì)地絕緣長(zhǎng)時(shí)間承受額定電壓的作用、接觸網(wǎng)導(dǎo)線架設(shè)高度低（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定線距軌面高度不大于6.5m）、機(jī)車(chē)車(chē)頂凈空小、沿線大氣污染嚴(yán)重等問(wèn)題，因此在其絕緣等問(wèn)題上有著一定的特殊性。

（1）獨(dú)立的接觸網(wǎng)支柱。

對(duì)于獨(dú)立接觸網(wǎng)支柱，都單獨(dú)設(shè)置了接地極，其接地電阻比較小（根據(jù)不同情況，采用10Ω或30Ω），從接地點(diǎn)反射回來(lái)的電流波立即達(dá)到支柱頂部，使入射電流加倍，因而注入線路的總電流即為雷電流，而不是沿雷道波阻抗傳輸?shù)娜肷潆娏鳌?/p>

（2）成排的接觸網(wǎng)支柱。

對(duì)于成攤的接觸網(wǎng)支柱中的大部分支柱沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)置接地極，支柱本身靠埋在地下基礎(chǔ)內(nèi)的螺栓自然接地，這種接地方式具有在不同安裝的地點(diǎn)接地電阻不同的特點(diǎn)（如普通路基填方地段和無(wú)渣軌道處的接地電阻），而且不同地點(diǎn)的接地電阻值差別比較大。

當(dāng)成排接觸網(wǎng)支柱通過(guò)其基礎(chǔ)螺栓接地的接地電阻較大時(shí)，雷擊支柱，接地點(diǎn)反射回來(lái)的電流波立即達(dá)到支柱頂部形成的反擊過(guò)電壓，同時(shí)疊加雷在導(dǎo)線上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓。絕大部分雷擊都將導(dǎo)致支柱上的棒式絕緣子閃絡(luò)。同時(shí)，架空回流線與支柱上的針式絕緣子也會(huì)因支柱產(chǎn)生的反擊過(guò)電壓和架空回流線上產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓而導(dǎo)致閃絡(luò)。此時(shí)，二處閃絡(luò)的雷電流都會(huì)通過(guò)架空回流線進(jìn)行傳輸，直至回流線的接地點(diǎn)，雷電流入地。如果雷擊點(diǎn)距離回流線的接地點(diǎn)比較遠(yuǎn)，那么這二點(diǎn)之間的接觸網(wǎng)支柱上面的針式絕緣子都有可能閃絡(luò)。

當(dāng)成排接觸網(wǎng)支柱通過(guò)其基礎(chǔ)螺栓接地的接地電阻較小時(shí)，雷擊接觸網(wǎng)支柱，雷電流通過(guò)接觸網(wǎng)支柱地角螺栓直接泄入地下。

當(dāng)成排的接觸網(wǎng)支柱的無(wú)回流線時(shí)（被盜），因接觸網(wǎng)支柱通過(guò)螺栓的接地電阻普遍偏高，雷擊接觸網(wǎng)支柱時(shí)，絕緣閃絡(luò)的概率大大增加。

2.3.3雷直擊接觸網(wǎng)

（1）獨(dú)立的接觸網(wǎng)支柱。

當(dāng)雷擊接觸網(wǎng)時(shí)，大部分雷擊時(shí)的雷電壓幅值都超過(guò)棒式絕緣子耐受電壓水平，棒式絕緣子將閃絡(luò)。然后雷電流通過(guò)支柱引入接地極中。

（2）成排接觸網(wǎng)支柱。

對(duì)于電氣化鐵道區(qū)間的成排的接觸網(wǎng)支柱（無(wú)單獨(dú)做接地極），當(dāng)雷直擊接觸網(wǎng)時(shí)，大部分雷擊時(shí)的雷電壓幅值都超過(guò)棒式絕緣子耐受電壓水平，棒式絕緣子將閃絡(luò)，然后通過(guò)跳線將雷電波引入回流線中，通過(guò)回流線進(jìn)行雷電波的傳輸，直至回流線的接地點(diǎn)，雷電流入地。如果雷擊點(diǎn)距離回流線的接地點(diǎn)比較遠(yuǎn)，那么這二點(diǎn)之間的接觸網(wǎng)支柱上面懸掛架空回流線的針式絕緣子都有可能閃絡(luò)。如果架空回流線接地處的接地電阻過(guò)大，則雷電流會(huì)沿著架空回流線繼續(xù)傳輸，直至接地電阻較小的接地點(diǎn)或牽引變電所的接地網(wǎng)。

2.3.4雷擊過(guò)電壓分析

通過(guò)理論分析可見(jiàn)，由于接觸網(wǎng)防雷水平不高，沿鐵道線路的雷云放電，無(wú)論是雷擊接觸網(wǎng)附近地面引起的感應(yīng)過(guò)電壓、雷擊接觸網(wǎng)支柱，還是雷電直擊接觸網(wǎng)，都有可能引起接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)。

（1）接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度。

在鐵路工程中，鐵路線路情況復(fù)雜。在鐵路的路塹地段，鋼軌低于兩側(cè)地平面，接觸網(wǎng)導(dǎo)線（承力索）高度實(shí)際上低于8m，還可能出現(xiàn)負(fù)值。在路堤及橋梁地段，鋼軌高于兩側(cè)地平面，接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度為路堤（橋梁）高度與接觸網(wǎng)至鋼軌軌面高度之和。而鐵路線路的標(biāo)高一般情況下都比較高，路堤地段較路塹地段出現(xiàn)的幾率要大，接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度大于8m的情況就也比較常見(jiàn)。所以，在接觸網(wǎng)遭受雷擊時(shí)，因鐵路線路高程原因，接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)的概率比較大。

（2）雷擊接觸網(wǎng)支柱。

對(duì)于獨(dú)立的接觸網(wǎng)支柱。當(dāng)雷直擊接觸網(wǎng)支柱時(shí)，產(chǎn)生的反擊過(guò)電壓和導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓疊加值，隨著接觸網(wǎng)支柱的接地電阻的升高而升高。即引起閃絡(luò)的雷電流幅值和絕緣子閃絡(luò)概率隨著接觸網(wǎng)支柱的接地電阻增大而增加。

對(duì)于帶架空回流線的成排接觸網(wǎng)支柱，降低其接地電阻也可以減少架空回流線上針式絕緣子閃絡(luò)的概率。

（3）雷擊接觸網(wǎng)導(dǎo)線。

雷電直擊與接觸網(wǎng)（承力索），如果靠近被擊點(diǎn)支柱上絕緣子閃絡(luò)或者雷擊點(diǎn)距回流線接地點(diǎn)（接地電阻較小的情況下）不遠(yuǎn)，雷電流入地且不產(chǎn)生過(guò)電壓，則對(duì)接觸網(wǎng)的供電運(yùn)行危害并不嚴(yán)重。

根據(jù)電氣化鐵路的實(shí)際情況，接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)一定，其線路的波阻抗就一定；支柱的結(jié)構(gòu)一定，其等值電感L也就一定。在施工過(guò)程和日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，能發(fā)揮主觀能動(dòng)作用的只是按觸網(wǎng)支柱的接地電阻R，接地電阻越小，絕緣子上過(guò)電壓的就越小，閃絡(luò)的概率也就隨之降低。因此，要減少接觸網(wǎng)雷擊故障的概率，必須嚴(yán)格控制支柱的接地電阻。

3.接觸網(wǎng)線路防雷措施的探討

3.1氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器是世界公認(rèn)的當(dāng)代最先進(jìn)的防雷電器。無(wú)間隙氧化鋅避雷器目前在我國(guó)被廣泛使用，但實(shí)踐表明，它存在易損壞、爆炸、使用壽命短等缺點(diǎn)，究其原因，暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差是其致命弱點(diǎn)。而串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器仍有無(wú)間隙氧化鋅避雷器的保護(hù)性能優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)有暫態(tài)過(guò)電壓能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器應(yīng)為目前推廣使用的防雷裝置。

3.2避雷器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前氧化鋅避雷器或串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器是線路防雷保護(hù)的首選產(chǎn)品。但在運(yùn)行中，避雷器的電阻片因動(dòng)作次數(shù)而老化失效，內(nèi)部受潮或其他缺陷可能導(dǎo)致避雷器運(yùn)行故障。為保證避雷器安全可靠運(yùn)行，近年來(lái)避雷器在線監(jiān)測(cè)器逐步推廣使用。避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是將避雷器放電計(jì)數(shù)器和泄露電流檢測(cè)功能整合在一起的監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)巡視監(jiān)測(cè)裝置的計(jì)數(shù)器動(dòng)作次數(shù)和避雷器運(yùn)行泄露電流值，可以及時(shí)掌握避雷器的動(dòng)作情況和運(yùn)行性能。

3.3避雷器安裝失效脫離器

在避雷器故障時(shí)，脫離器動(dòng)作，使故障避雷器立即與其保護(hù)的高壓線路斷開(kāi)，從而保護(hù)線路及時(shí)恢復(fù)供電。

3.4提高接觸網(wǎng)防雷水平的幾點(diǎn)建議

（1）對(duì)于一般高雷區(qū)通常采用局部關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置避雷裝置進(jìn)行接觸網(wǎng)防雷。

（2）保護(hù)線、回流線兼做避雷線。根據(jù)接觸網(wǎng)的防雷設(shè)計(jì)，只可能對(duì)避雷器安裝地點(diǎn)進(jìn)行有限保護(hù)，對(duì)接觸網(wǎng)全線防雷效果并不好?？梢钥紤]在接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，使保護(hù)線或者回流線的安裝高度高于接觸網(wǎng)，在保護(hù)線上安裝避雷器。當(dāng)雷擊時(shí)，保護(hù)線起避雷線的作用，保護(hù)線上的雷擊過(guò)電壓通過(guò)避雷器釋放。因正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)線只存在感應(yīng)電壓，避雷器的電壓等級(jí)較低，設(shè)備以及安裝維護(hù)費(fèi)用都比較低。

（3）加強(qiáng)絕緣子清掃。我國(guó)鐵路運(yùn)輸主要特點(diǎn)是客貨混運(yùn)，以貨為主，加上鐵路線上各類(lèi)型機(jī)車(chē)混合牽引，機(jī)車(chē)內(nèi)部排出的廢氣，列車(chē)運(yùn)行時(shí)形成的氣流將散裝貨物和各種飄落在道床上的塵埃揚(yáng)起，鐵路線路使接觸網(wǎng)絕緣子大量被污染。根據(jù)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鐵路運(yùn)輸組織，嚴(yán)肅對(duì)待絕緣子清掃工作，當(dāng)絕緣子發(fā)生污染后，加強(qiáng)清潔絕緣子尤其是重污染區(qū)的絕緣子，從而避免更大范圍、更嚴(yán)重的污染，減小絕緣子的閃絡(luò)放電可能。

（4）加強(qiáng)對(duì)接地電阻的測(cè)量以及監(jiān)測(cè)。鐵路運(yùn)營(yíng)部門(mén)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)支柱按地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采取措施，防患于未然，使接觸網(wǎng)支柱的按地電阻始終在規(guī)范規(guī)定值之內(nèi)。

（5）配合相關(guān)部門(mén)，加強(qiáng)管理，防止架空回流線的丟失，對(duì)于已經(jīng)被盜的區(qū)段，應(yīng)及時(shí)重新架設(shè)。 [科]