论文部分内容阅读
【摘 要】近年来，交通行业取得了一定的发展，特别是在铁路方面，涉及范围较广。不同地区环境各不相同，所面临的情况十分复杂，从而导致接触网变成了较小范围内的相对高点，所以受到雷电灾害影响的可能性较大。其一旦受到雷电灾害影响就会在一定程度上造成线路跳闸等情况，甚至对列车正常运行也会造成影响。因此，要想确保铁路能够持续供电、顺利运行就必须要加强接触网防雷方面的研究。
【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.
【关键词】铁路；接触网；防雷技术
【Keywords】railway； catenary； lightning protection technology
【中图分类号】TU856 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0179-02
1 引言
作为组成牵引供电系统部分之一的接触网在建设的时候通常情况下是裸露在外面的，同时后备能力也相对较弱。如果高速铁路接触网的应用效果没有达到相关的要求或者是缺乏相应的防护措施，就很有可能损坏绝缘子，从而造成跳闸。容易对铁路的正常运营造成不利的影响，甚至还会危及有关人员的安全，因此对铁路接触网进行相关防雷方面的研究势在必行。
2 雷电对接触网造成的危害
在所有的自然灾害当中，雷电属于较为严重的一种，它不但可以导致森林火灾、对建筑造成破坏还可以危及人畜的生命安全等。据有关统计，由于雷电而导致的各方面的直接性经济损失高达10亿左右，而间接性的经济损失也不在少数。另外，在导致电网安全的原因当中，雷击也是其中一种，有关资料表明，在一些发达国家所出现的电力安全问题当中其中大约有三分之一以上都是由于雷电而导致的，这主要是由于通常情况下接触网都是处于外界且大都没有采用相应的防护措施。假如没有对接触网进行有效的防护，非常容易损坏绝缘子而导致出现线路跳闸的情况，从而在一定程度上影响了高速铁路的正常运行。
3 接触网防雷现状分析
近些年来，尽管我国在铁路接触网的防雷技术方面已经取得了一定进展，然而和西方一些发到国家先比依旧存在着一定的不足，经过长期的实践总结如下：
①在具体应用的时候，会对接触网的能耗造成一定程度的损坏。在实际应用的过程中，接触网的能损以及耗损都非常大，另外由于一些线路的防腐措施没有达到相关要求，从而比较容易受到雷电的冲击，防雷效果不十分理想。
②缺乏合理的避雷设置。通常情况下避雷装置都是设置在内部有避雷器的场所或者是在分相的关节处。比如：变电所以及AT所等，假如重新设置会造成一定程度的资源方面的浪费，而且在进行检修安装的时候就会存在一定的困难。
③避雷装置的检修工作没有及时进行，这主要是由于相关工作人员缺乏责任心，不能够在第一时间对失效的设备进行更换或者是维修，如此便在一定程度上增加了接触网出现短路故障的机率。
④在设置避雷装置的时候，部分铁路沿线并没有严格根据有关标准来执行，维修应急站很少会修建在人少的区域内。
4 防雷技术
4.1 注重系统中的绝缘子的选择
出现雷电灾害袭击高速铁路接触网的过程中，会直接造成该系统出现重合闸失效的情况，从而导致所在地区停止供电。之所以会出现这种情况主要是因为出现雷击灾害的时，系统当中的绝缘子会由于产生工频续流的情况而导致其产生破损现象。另外因为缺乏相应的后备设置，从而导致一旦出现上述问题线路绝缘设置的自动复原功能就很难完成，从而导致重合闸无法进行工作。要想有效防止在烧坏绝缘子的时候引发相应的故障，有关工作人员可以通过下面几种方法来进行应对。
①积极疏导工频电弧所产生的问题，比如安裝绝缘子的过程中一定要设置相应的并联保护空隙，如此做的目的其实是为了避免出现电弧通过在绝缘子的表面近些燃烧，以此实现对绝缘子的保护。
②要想有效防止出现工频电弧除了上述办法之外还可以通过设置避雷器以及避雷线的方式来进行。③选择绝缘子的过程中一定要确保其抗烧蚀性能。
4.2 接地
主要由引下线、接地体构成，形成接地网络。接触网接地一般要与钢轨或保护线直接连接，部分地点则需要使用接地体，比如隔离开关、避雷器、支柱等。避雷器可使用综合接地系统，并连接保护线，或是回流线。接触网防雷接地应充分检测线路沿线土壤电阻率，选择合适接地方式。所有采取接地体接地的点，接地体埋深应大于0.6m，垂直配置钢管接地体或角钢接地体，做好防腐措施。接地体间距应大于5m，与建筑安全距离应达到1.5m以上。做好检修工作，定期检测接地电阻，保证其防雷效果。 4.3 在雷电特别严重地区加设避雷器
将避雷器安装到接触网当中主要有以下几种好处：
①避雷器本身所具有的保护作用可以和接触网的绝缘水平起到很好的配合作用，特别是具有间隙避雷器50%冲击放电电压可以和接触网绝缘子的放电特性保持一致，同时对于正负极的分散程度也不会太高。
②由于避雷器本身的体积以及重量都比较小，所以安装到接触网上面对其造成的机械负荷也不是很明显。
③在安装方面避雷器也有着操作便捷且结构紧凑的优势，在现场当中无论是安装还是更换都极其容易。
然而避雷器的安装也存在着相应的不足：
①避雷器在安装密度方面相对较高，如此就为以后的检修工作加大了任务量，且在维修费用方面也有一定的增加。
②通常情况下接触器所安装的避雷器结构都属于串联间隙型的，如此一来出现污闪情况的机率就大了许多。
③避雷器所安装的接触网所处的位置主要以山区为主，就其自然环境来讲在今后的维护方面难度较大。所以对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就保护范围方面来讲，避雷器有着一定的局限性。但是架设避雷线可以在一定程度上提高绝缘子的强度。尽管无法完全避免接触网雷击现象的发生，然而通过避雷线的假设确实可以有效处理由于直击雷的问题。
另外还需要采取相应的办法来预防绕击事故的发生，而安装金属氧化物避雷器就可以有效避免雷直击导线的情况，如避免塔顶受到绕击、反击等，并且通過实践表明具有非常好的预防效果，如此便可以最大程度地解决线路雷击闪络现象的发生。
4.4 安装架空避雷线
架空避雷线的安装能够实现雷电流与直击雷的分流，降低流至杆塔中的电流量，导致塔顶的电位降低了不少；针对导线耦合，削弱导线中感应过电压，可以很好地保护输电线路。安装避雷线所起到的作用就是将雷电引到自身当中，并且通过此应用将雷电流引到地下。
5 结语
现阶段，因为高速铁路当中对于接触网的防雷设置相对不够完善，从而造成经常会出现雷击的情况。有关部门要想有效防止出现雷击故障从而造成更大的损失，必须要加强对于接触网防雷技术的研究，最大程度确保其能够平稳工作。另外，对于防雷的重要性有关人员必须要引起足够的重视，实现防雷技术的突破性进展，运用高科技手段来确保接触网的稳定运行。
【参考文献】
【1】沈海滨，陈维江，颜湘莲，等. 高速铁路接触网雷电防护用并联间隙装置的研制[J]. 电网技术，2014，38（01）：232-240.
【2】牟昕. 客运专线铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议[J]. 中国铁路，2013（12）：59-62.
【3】李德胜. 高速铁路接触网落雷特性及防雷技术的探讨[J]. 电气化铁道，2013，24（03）：1-4.
【4】吴广宁. 高速铁路防雷接地技术的研究——接触网的防雷[A]. 中国铁道学会电气化委员会.中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C]，2006.
【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.
【关键词】铁路；接触网；防雷技术
【Keywords】railway； catenary； lightning protection technology
【中图分类号】TU856 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0179-02
1 引言
作为组成牵引供电系统部分之一的接触网在建设的时候通常情况下是裸露在外面的，同时后备能力也相对较弱。如果高速铁路接触网的应用效果没有达到相关的要求或者是缺乏相应的防护措施，就很有可能损坏绝缘子，从而造成跳闸。容易对铁路的正常运营造成不利的影响，甚至还会危及有关人员的安全，因此对铁路接触网进行相关防雷方面的研究势在必行。
2 雷电对接触网造成的危害
在所有的自然灾害当中，雷电属于较为严重的一种，它不但可以导致森林火灾、对建筑造成破坏还可以危及人畜的生命安全等。据有关统计，由于雷电而导致的各方面的直接性经济损失高达10亿左右，而间接性的经济损失也不在少数。另外，在导致电网安全的原因当中，雷击也是其中一种，有关资料表明，在一些发达国家所出现的电力安全问题当中其中大约有三分之一以上都是由于雷电而导致的，这主要是由于通常情况下接触网都是处于外界且大都没有采用相应的防护措施。假如没有对接触网进行有效的防护，非常容易损坏绝缘子而导致出现线路跳闸的情况，从而在一定程度上影响了高速铁路的正常运行。
3 接触网防雷现状分析
近些年来，尽管我国在铁路接触网的防雷技术方面已经取得了一定进展，然而和西方一些发到国家先比依旧存在着一定的不足，经过长期的实践总结如下：
①在具体应用的时候，会对接触网的能耗造成一定程度的损坏。在实际应用的过程中，接触网的能损以及耗损都非常大，另外由于一些线路的防腐措施没有达到相关要求，从而比较容易受到雷电的冲击，防雷效果不十分理想。
②缺乏合理的避雷设置。通常情况下避雷装置都是设置在内部有避雷器的场所或者是在分相的关节处。比如：变电所以及AT所等，假如重新设置会造成一定程度的资源方面的浪费，而且在进行检修安装的时候就会存在一定的困难。
③避雷装置的检修工作没有及时进行，这主要是由于相关工作人员缺乏责任心，不能够在第一时间对失效的设备进行更换或者是维修，如此便在一定程度上增加了接触网出现短路故障的机率。
④在设置避雷装置的时候，部分铁路沿线并没有严格根据有关标准来执行，维修应急站很少会修建在人少的区域内。
4 防雷技术
4.1 注重系统中的绝缘子的选择
出现雷电灾害袭击高速铁路接触网的过程中，会直接造成该系统出现重合闸失效的情况，从而导致所在地区停止供电。之所以会出现这种情况主要是因为出现雷击灾害的时，系统当中的绝缘子会由于产生工频续流的情况而导致其产生破损现象。另外因为缺乏相应的后备设置，从而导致一旦出现上述问题线路绝缘设置的自动复原功能就很难完成，从而导致重合闸无法进行工作。要想有效防止在烧坏绝缘子的时候引发相应的故障，有关工作人员可以通过下面几种方法来进行应对。
①积极疏导工频电弧所产生的问题，比如安裝绝缘子的过程中一定要设置相应的并联保护空隙，如此做的目的其实是为了避免出现电弧通过在绝缘子的表面近些燃烧，以此实现对绝缘子的保护。
②要想有效防止出现工频电弧除了上述办法之外还可以通过设置避雷器以及避雷线的方式来进行。③选择绝缘子的过程中一定要确保其抗烧蚀性能。
4.2 接地
主要由引下线、接地体构成，形成接地网络。接触网接地一般要与钢轨或保护线直接连接，部分地点则需要使用接地体，比如隔离开关、避雷器、支柱等。避雷器可使用综合接地系统，并连接保护线，或是回流线。接触网防雷接地应充分检测线路沿线土壤电阻率，选择合适接地方式。所有采取接地体接地的点，接地体埋深应大于0.6m，垂直配置钢管接地体或角钢接地体，做好防腐措施。接地体间距应大于5m，与建筑安全距离应达到1.5m以上。做好检修工作，定期检测接地电阻，保证其防雷效果。 4.3 在雷电特别严重地区加设避雷器
将避雷器安装到接触网当中主要有以下几种好处：
①避雷器本身所具有的保护作用可以和接触网的绝缘水平起到很好的配合作用，特别是具有间隙避雷器50%冲击放电电压可以和接触网绝缘子的放电特性保持一致，同时对于正负极的分散程度也不会太高。
②由于避雷器本身的体积以及重量都比较小，所以安装到接触网上面对其造成的机械负荷也不是很明显。
③在安装方面避雷器也有着操作便捷且结构紧凑的优势，在现场当中无论是安装还是更换都极其容易。
然而避雷器的安装也存在着相应的不足：
①避雷器在安装密度方面相对较高，如此就为以后的检修工作加大了任务量，且在维修费用方面也有一定的增加。
②通常情况下接触器所安装的避雷器结构都属于串联间隙型的，如此一来出现污闪情况的机率就大了许多。
③避雷器所安装的接触网所处的位置主要以山区为主，就其自然环境来讲在今后的维护方面难度较大。所以对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就保护范围方面来讲，避雷器有着一定的局限性。但是架设避雷线可以在一定程度上提高绝缘子的强度。尽管无法完全避免接触网雷击现象的发生，然而通过避雷线的假设确实可以有效处理由于直击雷的问题。
另外还需要采取相应的办法来预防绕击事故的发生，而安装金属氧化物避雷器就可以有效避免雷直击导线的情况，如避免塔顶受到绕击、反击等，并且通過实践表明具有非常好的预防效果，如此便可以最大程度地解决线路雷击闪络现象的发生。
4.4 安装架空避雷线
架空避雷线的安装能够实现雷电流与直击雷的分流，降低流至杆塔中的电流量，导致塔顶的电位降低了不少；针对导线耦合，削弱导线中感应过电压，可以很好地保护输电线路。安装避雷线所起到的作用就是将雷电引到自身当中，并且通过此应用将雷电流引到地下。
5 结语
现阶段，因为高速铁路当中对于接触网的防雷设置相对不够完善，从而造成经常会出现雷击的情况。有关部门要想有效防止出现雷击故障从而造成更大的损失，必须要加强对于接触网防雷技术的研究，最大程度确保其能够平稳工作。另外，对于防雷的重要性有关人员必须要引起足够的重视，实现防雷技术的突破性进展，运用高科技手段来确保接触网的稳定运行。
【参考文献】
【1】沈海滨，陈维江，颜湘莲，等. 高速铁路接触网雷电防护用并联间隙装置的研制[J]. 电网技术，2014，38（01）：232-240.
【2】牟昕. 客运专线铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议[J]. 中国铁路，2013（12）：59-62.
【3】李德胜. 高速铁路接触网落雷特性及防雷技术的探讨[J]. 电气化铁道，2013，24（03）：1-4.
【4】吴广宁. 高速铁路防雷接地技术的研究——接触网的防雷[A]. 中国铁道学会电气化委员会.中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C]，2006.