高速鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)探討

摘 要：電氣化鐵路憑借其較大的牽引力大、較快的速度快以及較低的能耗等優(yōu)勢漸漸發(fā)展成鐵路運輸?shù)闹饕厔?。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路最為主要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，其大多數(shù)均暴露在自然環(huán)境之中同時并未進而備份。完善好接觸網(wǎng)的防雷工作，對于增強高速鐵路的安全運輸與行駛效率有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；防雷技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.223

1 前言

我們國家的高速鐵路“橫跨東西、縱貫?zāi)媳薄?，所?jīng)過區(qū)域的地理環(huán)境完全不同，情況繁瑣多變，特別是高速鐵路大都運用高架橋的模式，接觸網(wǎng)變成了較小范圍內(nèi)的相對高點，致使其遭遇雷電災(zāi)害的可能性非常之大，若遭受雷電災(zāi)害便會導致線路跳閘、絕緣閃絡(luò)斷裂等其它惡性的事故，更為嚴重的還會造成列車的停止，對于高速鐵路的運輸產(chǎn)生了非常大的消極影響。所以，接觸網(wǎng)防雷措施的運用是達到高速鐵路平穩(wěn)、安全以及持續(xù)供電的主要環(huán)節(jié)。

2 接觸網(wǎng)概述

接觸網(wǎng)是在電氣化的鐵道里面，順著鋼軌上方呈“之”字形架立的，為受電弓提供電流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)為鐵路電氣化的主要構(gòu)架，是順著鐵路線上方所構(gòu)建的為電力機提供電力的獨特模式的線路。其主要是由支持設(shè)施、接觸懸掛以及定位設(shè)施等其它裝置所構(gòu)成的。 接觸網(wǎng)大致涵蓋了以下幾個方面的內(nèi)容：基礎(chǔ)性的元件，例如：鋼柱、水泥支柱以及支撐上述結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)；接觸網(wǎng)導線，其具體功能便是向電力機車傳遞電流；其它的輔助性元件，涵蓋附加懸掛、回流線等。

接觸網(wǎng)是為電氣化鐵路牽引提供電力的設(shè)施。接觸網(wǎng)最重要的作用便是對于鐵路線中行駛的機車組提供持續(xù)性的電源。然而接觸網(wǎng)與普通性的輸電線路對比有著非常大的差距，接觸網(wǎng)必須架設(shè)在鐵路沿線的正上空，唯有如此動車組才可以經(jīng)過上方的受電弓與接觸網(wǎng)之間的觸碰才可以獲得相應(yīng)的電能。

3 雷電對接觸網(wǎng)造成的危害

雷電是一個非常嚴重的自然災(zāi)害，能夠造成森林火災(zāi)、人畜傷亡以及毀壞建筑等其它危害，每年所造成的直接性經(jīng)濟損失均在10億元以上，間接性的經(jīng)濟損失跟我給嚴重。雷擊同樣是對電網(wǎng)安全造成影響的主要因素，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，發(fā)達國家每個年份中所出現(xiàn)的電力安全問題有1/3～2/3均是因為雷電所造成的。

因為接觸網(wǎng)絕大部分均是暴露在自然環(huán)境之中同時無需運用過電壓保護技術(shù)實施維護與備用的裝置。若接觸網(wǎng)缺乏相應(yīng)的維護方式，極易造成絕緣子破損而造成線路跳閘，從而對于高速鐵路的營運造成巨大的消極影響。從2011年12月份所收集的數(shù)據(jù)可知，京滬高鐵由于接觸網(wǎng)遭受雷擊所造成的跳閘事件便有204件。全部的雷擊跳閘均可以再次的重合，并未對正常行駛產(chǎn)生影響。然而因為雷擊所引起的絕緣子的破損對于鐵路運輸?shù)陌踩兄薮蟮挠绊?，并且在一定程度上增強了維護的工作量。我們能夠由“7·23”動車追尾事故中了解到，由于雷擊所造成的信號設(shè)施失靈與信號燈錯誤的顯示，最終造成了動車追尾。

4 高速鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)

4.1 運用合成絕緣子

當前，高速鐵路輸配電線路里面所運用的絕緣子主要有玻璃絕緣子、瓷絕緣子以及合成硅橡膠絕緣子，從抗燒蝕性能層面而言合成絕緣子具備非常強的技術(shù)優(yōu)勢。在合成絕緣子被工頻電弧灼燒侵蝕的時候，硅橡膠由于溫度的提升被分解為氣體，使得電弧脫離絕緣子的外表。除此之外，硅橡膠本身在部分升溫之后并不會立即炸開，有助于線路絕緣的逐漸回復。合成絕緣子在燒蝕之后并未完全脫落，并且具備相應(yīng)的絕緣性能，線路具有再次合閘的因素。絕緣的全部缺失，線路沒有再次合閘的基礎(chǔ)性條件。

合成絕緣子即使具備與瓷絕緣子相比更加強的抗燒蝕性能，然而工頻續(xù)流電弧依然對它具備相應(yīng)的破壞作用。在工頻電化燒蝕之后，硅橡膠原料的成分出現(xiàn)了改變，材料里面遇熱便會不斷分解的成分逐漸揮發(fā)出去，外表有著一層氫氧化鋁，這個時候絕緣子自身的增水性與抗污性已非常之弱，被燒蝕的那部分非常容易在后期運行環(huán)節(jié)里面老化、脫落、損壞等，對線路的安全產(chǎn)生較大的影響。

4.2 安裝架空避雷線

安裝架空避雷線能夠避免對雷電流與直擊雷實施分流，盡可能的減少流至桿塔中的電流量，使得塔頂?shù)碾娢徊粩嘟档?；對于導線耦合，削弱導線中感應(yīng)過電壓，對于輸電線路有著非常好的防護作用。避雷線所具有的防護功能便是將雷電吸引到自身之中，同時引導雷電流至大地之中。

4.3 安裝避雷器

在接觸網(wǎng)中加裝避雷器主要有以下幾個方面的優(yōu)勢：1）避雷器的體積相對較小、重量較輕，裝于目前所具備的接觸網(wǎng)中并不會增多支柱的承重。2）避雷器的架構(gòu)相對緊湊、易于安裝。3）避雷器的防護水平和接觸網(wǎng)的絕緣水平能夠非常很好的搭配，同時負、正極性的分散性均非常之低。

4.4 降低接地電阻

鐵路周圍土壤的電阻率均相對較大，難以制造較低電阻的地網(wǎng)，同時需要耗費非常的費用。對于削弱接地電阻的相關(guān)問題，其運用的措施主要有：提升地網(wǎng)的面積、增加垂直的接地體、采取降阻劑、分散的接觸網(wǎng)支柱設(shè)立單獨的接地極等等。能夠按照現(xiàn)實狀況針對支柱接地實施監(jiān)管，使得其接地電阻一直處在所限定的范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

高速鐵路的接觸網(wǎng)體系不管運用何種方式均無法實現(xiàn)絕對性的防雷目標，唯有按照具體的線路進行相應(yīng)的研究，以降低由于雷電造成故障的可能性又或是跳閘率。在高架橋、高地以及其它主要樞紐的線路需要高度重視接觸網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，能高運用沿路安全架空避雷線、加裝避雷器以及增高保護線PW線等其它的防護方式；在平原地區(qū)、偏遠區(qū)域等，需要由安全與經(jīng)濟兩個層面考慮，宜運用安裝避雷器、增高保護線PW線的防護技術(shù)，以上兩個狀況均需要完善好避雷設(shè)備的接地工作，以保證雷電流可以成功的流入到大地之中。

參考文獻：

[1]邵立，王國梁，白裔峰.高速鐵路接觸網(wǎng)防雷措施及建議[J].鐵道工程學報，2012（10）：80-83.

[2]于萬聚.交流電氣化鐵道接觸網(wǎng)設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國鐵道出版社，1980.

作者簡介：伍婧（1982-），女，四川人，本科，工程師，主要研究方向：鐵道電氣化。