大準線防雷接地措施的幾點探討

摘 要：電力系統(tǒng)中大多數(shù)故障是因過電壓導(dǎo)致設(shè)備絕緣損壞造成，本文就電氣化鐵路中的防雷接地作用和改進措施進行簡單的分析、探討。

關(guān)鍵詞：防雷接地；作用；改進措施

DOI：10.19354/j.cnki.42-1616/f.2016.17.63

同電力系統(tǒng)故障一樣，電氣化鐵路的故障很大一部分是由于設(shè)備絕緣損壞造成的。而在絕緣損壞故障中，有許多是由于過電壓造成。過電壓分為大氣過電壓和內(nèi)部過電壓。大氣過電壓是雷云放電產(chǎn)生的，可達上萬伏甚至更高，其電流可達數(shù)百安。通常利用避雷針、避雷線來預(yù)防直擊雷，利用避雷器來限制過電壓，從而保護電氣設(shè)備的絕緣。避雷針一般用于保護發(fā)電廠和變電所、避雷線主要用于保護輸電線路。而且接觸網(wǎng)和電力貫通線路穿越曠野山陵、線路又長，遭受雷電襲擊的幾率大，易受到雷擊導(dǎo)致設(shè)備損壞。接觸網(wǎng)沒有備用線路，如果發(fā)生事故將中斷鐵路運營。自大準鐵路開通至今20余年來，因雷電襲擊造成的損失較大，僅2013年雨季因雷電造成跳閘故障就28起。下面我就大準鐵路的接地系統(tǒng)進行簡單分析。

一、接地的作用與大準鐵路供電系統(tǒng)接地方式

供電系統(tǒng)帶電部分與接地部分經(jīng)絕緣元件絕緣。正常情況下總會有微弱的泄漏電流經(jīng)絕緣元件流回大地，這樣的電流一般不會對人身和設(shè)備造成傷害。隨著絕緣元件的老化、嚴重臟污、出現(xiàn)裂紋或浸水時，絕緣強度下降，泄漏電流就會相應(yīng)增加。當支柱對地接地電阻較大時，泄漏電流會在支柱上形成較大過渡電壓，嚴重時會危及人事安全；同時較大的泄漏電流流經(jīng)混凝土支柱時，其內(nèi)部金屬部分會發(fā)熱，使得金屬軟化造成支柱強度下降，拉斷支柱危及設(shè)備安全。為避免上述情況發(fā)生，電氣化鐵路中的接觸網(wǎng)和電力貫通線路應(yīng)當設(shè)立接地裝置，將非帶電的金屬部分與鋼軌（牽引軌）或大地直接相連。

接地的實現(xiàn)形式有多種多樣，大準線采取的是接觸網(wǎng)支柱利用回流線或保護線作閃絡(luò)保護地線的集中接地方式，在隔離開關(guān)和單獨支柱處采取單獨直接接地，即將設(shè)備直接與接地極相連；電力貫通線采用的是電桿單獨接地，在重雷區(qū)采取了設(shè)置架空地線實現(xiàn)集中接地的方式。

二、防雷接地裝置和接地電阻

（一）雷電接受裝置又叫接閃器，通常有三種：避雷針、避雷器和避雷線。避雷針看似簡單價廉，實則復(fù)雜價高，因此多用于電子設(shè)備集中的場合，比如電氣化鐵道系統(tǒng)中一般用于牽引變電所，大準線各牽引變電所均設(shè)有避雷針；避雷線就是在接觸網(wǎng)或電力貫通線上方架設(shè)的金屬線，并且每隔一定距離就做一個接地裝置。這是最簡單可靠的保護，但是由于避雷線架設(shè)到哪里保護才能到哪里，需要消耗大量金屬線，造價高，因此多用于雷電多發(fā)地區(qū)，因此大準鐵路沒有采用這種方式；避雷器是用于保護電氣設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓和工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一種電器。避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。對于接觸網(wǎng)，避雷器安裝簡單、但清潔維護不便、且保護范圍有限，因此只是根據(jù)線路的具體情況綜合考慮進行適量安裝，牽引變電所用的更多些。目前我國電氣化鐵道接觸網(wǎng)上常用管型避雷器和角隙避雷器、貫通線多用氧化鋅避雷器。

（二）接地電阻是指電流經(jīng)接地體流入大地，接地體本身、接地體與土壤之間的接觸部分以及土壤本身所呈現(xiàn)的電阻，接地電阻的大小將直接影響防雷性能。影響接地電阻的因素有二：一是接地金屬本身的金屬電阻，接地體截面積越大、金屬的電阻率越小，接地體的電阻就越小。二是接地體與土壤的接觸面積越大越緊密，接地體的電阻也越小。由于金屬接地體的電阻在接地裝置中占比例非常小，往往忽略不計。所以接地體形狀必須按照規(guī)定要求進行埋設(shè)。

三、雷害原因及對策

（一）避雷器不足或性能不佳。電氣化鐵道一定要依照《鐵路工程 技術(shù)規(guī)范》規(guī)定按照當?shù)貧庀笄闆r安裝足夠的避雷器，比如規(guī)范規(guī)定的電分相和電分段錨段關(guān)節(jié)、長大隧道兩端、分區(qū)亭引入線和牽引變電所饋出線出口等處。避雷器種類多，性能、指標各有不同，且穩(wěn)定程度不一，所以避雷器一旦失效應(yīng)當讓使用者立即察覺，且保證它處于開路。

（二）接地電阻超標。由于大準鐵路部分路段土質(zhì)較差，土壤電阻率較高，所以每年檢測都存在接地電阻超標現(xiàn)象。通常工區(qū)會采用增加接地極、對接地附近土壤進行置換等方法進行降阻。但是對于石質(zhì)地區(qū)這些方法效果并不明顯。

（三）對策。（1）確定重雷區(qū)，對全線雷電出現(xiàn)頻繁的線路（薛家灣-清水河、新店子-涼城、丹洲營-燕莊等）重新檢查測試接地情況，對接地電阻超標的部分進行降阻或加裝接地極。對部分石質(zhì)地段段內(nèi)無法整改的進行招標，請專業(yè)團隊進行改造。（2）對空曠地段的956電源線的支柱采取加裝避雷線，同時對每基桿塔加裝接地極。（3）對雷電出現(xiàn)頻繁線路的避雷器逐步更換為自脫式避雷器，該避雷器避雷效果好，故障少，運行穩(wěn)定。通過系列改造， 2014年我段接觸網(wǎng)和貫通因雷雨造成的故障為5起、2015年累計9起，遠遠低于2013年，取得良好效果。

參考文獻：

[1] 王川波，高低壓技術(shù) 水利電力出版社