關(guān)于鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)的相關(guān)研究

吳曉剛

【摘 要】近年來，交通行業(yè)取得了一定的發(fā)展，特別是在鐵路方面，涉及范圍較廣。不同地區(qū)環(huán)境各不相同，所面臨的情況十分復(fù)雜，從而導(dǎo)致接觸網(wǎng)變成了較小范圍內(nèi)的相對(duì)高點(diǎn)，所以受到雷電災(zāi)害影響的可能性較大。其一旦受到雷電災(zāi)害影響就會(huì)在一定程度上造成線路跳閘等情況，甚至對(duì)列車正常運(yùn)行也會(huì)造成影響。因此，要想確保鐵路能夠持續(xù)供電、順利運(yùn)行就必須要加強(qiáng)接觸網(wǎng)防雷方面的研究。

【Abstract】In recent years， the transportation industry has made some progress， especially the railway， it involves a wide range. The environment in different areas is different， and the situation is very complicated， which leads to the catenary becoming a relatively high point in a small range， so the possibility of lightning disaster is more likely. Once it is affected by lightning disaster， it will cause line trip to some extent， even the normal operation of the train will also be impacted. Therefore， in order to ensure the continuous power supply and smooth operation of the railway， it is necessary to strengthen the research of catenary lightning protection.

【關(guān)鍵詞】鐵路；接觸網(wǎng)；防雷技術(shù)

【Keywords】railway； catenary； lightning protection technology

【中圖分類號(hào)】TU856 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0179-02

1 引言

作為組成牽引供電系統(tǒng)部分之一的接觸網(wǎng)在建設(shè)的時(shí)候通常情況下是裸露在外面的，同時(shí)后備能力也相對(duì)較弱。如果高速鐵路接觸網(wǎng)的應(yīng)用效果沒有達(dá)到相關(guān)的要求或者是缺乏相應(yīng)的防護(hù)措施，就很有可能損壞絕緣子，從而造成跳閘。容易對(duì)鐵路的正常運(yùn)營(yíng)造成不利的影響，甚至還會(huì)危及有關(guān)人員的安全，因此對(duì)鐵路接觸網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)防雷方面的研究勢(shì)在必行。

2 雷電對(duì)接觸網(wǎng)造成的危害

在所有的自然災(zāi)害當(dāng)中，雷電屬于較為嚴(yán)重的一種，它不但可以導(dǎo)致森林火災(zāi)、對(duì)建筑造成破壞還可以危及人畜的生命安全等。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，由于雷電而導(dǎo)致的各方面的直接性經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)10億左右，而間接性的經(jīng)濟(jì)損失也不在少數(shù)。另外，在導(dǎo)致電網(wǎng)安全的原因當(dāng)中，雷擊也是其中一種，有關(guān)資料表明，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家所出現(xiàn)的電力安全問題當(dāng)中其中大約有三分之一以上都是由于雷電而導(dǎo)致的，這主要是由于通常情況下接觸網(wǎng)都是處于外界且大都沒有采用相應(yīng)的防護(hù)措施。假如沒有對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行有效的防護(hù)，非常容易損壞絕緣子而導(dǎo)致出現(xiàn)線路跳閘的情況，從而在一定程度上影響了高速鐵路的正常運(yùn)行。

3 接觸網(wǎng)防雷現(xiàn)狀分析

近些年來，盡管我國(guó)在鐵路接觸網(wǎng)的防雷技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，然而和西方一些發(fā)到國(guó)家先比依舊存在著一定的不足，經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)如下：

①在具體應(yīng)用的時(shí)候，會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)的能耗造成一定程度的損壞。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，接觸網(wǎng)的能損以及耗損都非常大，另外由于一些線路的防腐措施沒有達(dá)到相關(guān)要求，從而比較容易受到雷電的沖擊，防雷效果不十分理想。

②缺乏合理的避雷設(shè)置。通常情況下避雷裝置都是設(shè)置在內(nèi)部有避雷器的場(chǎng)所或者是在分相的關(guān)節(jié)處。比如：變電所以及AT所等，假如重新設(shè)置會(huì)造成一定程度的資源方面的浪費(fèi)，而且在進(jìn)行檢修安裝的時(shí)候就會(huì)存在一定的困難。

③避雷裝置的檢修工作沒有及時(shí)進(jìn)行，這主要是由于相關(guān)工作人員缺乏責(zé)任心，不能夠在第一時(shí)間對(duì)失效的設(shè)備進(jìn)行更換或者是維修，如此便在一定程度上增加了接觸網(wǎng)出現(xiàn)短路故障的機(jī)率。

④在設(shè)置避雷裝置的時(shí)候，部分鐵路沿線并沒有嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，維修應(yīng)急站很少會(huì)修建在人少的區(qū)域內(nèi)。

4 防雷技術(shù)

4.1 注重系統(tǒng)中的絕緣子的選擇

出現(xiàn)雷電災(zāi)害襲擊高速鐵路接觸網(wǎng)的過程中，會(huì)直接造成該系統(tǒng)出現(xiàn)重合閘失效的情況，從而導(dǎo)致所在地區(qū)停止供電。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況主要是因?yàn)槌霈F(xiàn)雷擊災(zāi)害的時(shí)，系統(tǒng)當(dāng)中的絕緣子會(huì)由于產(chǎn)生工頻續(xù)流的情況而導(dǎo)致其產(chǎn)生破損現(xiàn)象。另外因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的后備設(shè)置，從而導(dǎo)致一旦出現(xiàn)上述問題線路絕緣設(shè)置的自動(dòng)復(fù)原功能就很難完成，從而導(dǎo)致重合閘無法進(jìn)行工作。要想有效防止在燒壞絕緣子的時(shí)候引發(fā)相應(yīng)的故障，有關(guān)工作人員可以通過下面幾種方法來進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

①積極疏導(dǎo)工頻電弧所產(chǎn)生的問題，比如安裝絕緣子的過程中一定要設(shè)置相應(yīng)的并聯(lián)保護(hù)空隙，如此做的目的其實(shí)是為了避免出現(xiàn)電弧通過在絕緣子的表面近些燃燒，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子的保護(hù)。

②要想有效防止出現(xiàn)工頻電弧除了上述辦法之外還可以通過設(shè)置避雷器以及避雷線的方式來進(jìn)行。③選擇絕緣子的過程中一定要確保其抗燒蝕性能。

4.2 接地

主要由引下線、接地體構(gòu)成，形成接地網(wǎng)絡(luò)。接觸網(wǎng)接地一般要與鋼軌或保護(hù)線直接連接，部分地點(diǎn)則需要使用接地體，比如隔離開關(guān)、避雷器、支柱等。避雷器可使用綜合接地系統(tǒng)，并連接保護(hù)線，或是回流線。接觸網(wǎng)防雷接地應(yīng)充分檢測(cè)線路沿線土壤電阻率，選擇合適接地方式。所有采取接地體接地的點(diǎn)，接地體埋深應(yīng)大于0.6m，垂直配置鋼管接地體或角鋼接地體，做好防腐措施。接地體間距應(yīng)大于5m，與建筑安全距離應(yīng)達(dá)到1.5m以上。做好檢修工作，定期檢測(cè)接地電阻，保證其防雷效果。

4.3 在雷電特別嚴(yán)重地區(qū)加設(shè)避雷器

將避雷器安裝到接觸網(wǎng)當(dāng)中主要有以下幾種好處：

①避雷器本身所具有的保護(hù)作用可以和接觸網(wǎng)的絕緣水平起到很好的配合作用，特別是具有間隙避雷器50%沖擊放電電壓可以和接觸網(wǎng)絕緣子的放電特性保持一致，同時(shí)對(duì)于正負(fù)極的分散程度也不會(huì)太高。

②由于避雷器本身的體積以及重量都比較小，所以安裝到接觸網(wǎng)上面對(duì)其造成的機(jī)械負(fù)荷也不是很明顯。

③在安裝方面避雷器也有著操作便捷且結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中無論是安裝還是更換都極其容易。

然而避雷器的安裝也存在著相應(yīng)的不足：

①避雷器在安裝密度方面相對(duì)較高，如此就為以后的檢修工作加大了任務(wù)量，且在維修費(fèi)用方面也有一定的增加。

②通常情況下接觸器所安裝的避雷器結(jié)構(gòu)都屬于串聯(lián)間隙型的，如此一來出現(xiàn)污閃情況的機(jī)率就大了許多。

③避雷器所安裝的接觸網(wǎng)所處的位置主要以山區(qū)為主，就其自然環(huán)境來講在今后的維護(hù)方面難度較大。所以對(duì)于避雷器的密封性以及可靠性等方面的要求也更高一些。

④就保護(hù)范圍方面來講，避雷器有著一定的局限性。但是架設(shè)避雷線可以在一定程度上提高絕緣子的強(qiáng)度。盡管無法完全避免接觸網(wǎng)雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，然而通過避雷線的假設(shè)確實(shí)可以有效處理由于直擊雷的問題。

另外還需要采取相應(yīng)的辦法來預(yù)防繞擊事故的發(fā)生，而安裝金屬氧化物避雷器就可以有效避免雷直擊導(dǎo)線的情況，如避免塔頂受到繞擊、反擊等，并且通過實(shí)踐表明具有非常好的預(yù)防效果，如此便可以最大程度地解決線路雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4 安裝架空避雷線

架空避雷線的安裝能夠?qū)崿F(xiàn)雷電流與直擊雷的分流，降低流至桿塔中的電流量，導(dǎo)致塔頂?shù)碾娢唤档土瞬簧?；針?duì)導(dǎo)線耦合，削弱導(dǎo)線中感應(yīng)過電壓，可以很好地保護(hù)輸電線路。安裝避雷線所起到的作用就是將雷電引到自身當(dāng)中，并且通過此應(yīng)用將雷電流引到地下。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，因?yàn)楦咚勹F路當(dāng)中對(duì)于接觸網(wǎng)的防雷設(shè)置相對(duì)不夠完善，從而造成經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雷擊的情況。有關(guān)部門要想有效防止出現(xiàn)雷擊故障從而造成更大的損失，必須要加強(qiáng)對(duì)于接觸網(wǎng)防雷技術(shù)的研究，最大程度確保其能夠平穩(wěn)工作。另外，對(duì)于防雷的重要性有關(guān)人員必須要引起足夠的重視，實(shí)現(xiàn)防雷技術(shù)的突破性進(jìn)展，運(yùn)用高科技手段來確保接觸網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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