论文部分内容阅读
[摘 要]我国经济的快速发展和人们出行需求的增加，高速铁路得到了迅猛发展。但是，在高速铁路建设和管理中，其部分技术问题还有待解决和提升。本文将对高速铁路牵引供电接触网的雷电防护方面的问题和防护策略进行探讨，为提高高速铁路牵引供电水平和高速铁路安全运行提供参考建议。
[关键词]高速铁路，牵引供电，接触网，雷电防护，策略
中图分类号：TM862；TM922.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0343-01
0.引言
为满足我国人口的出行和运输需求，我国的交通运输业不断发展壮大，其中的高速铁路发展最为迅速。然而，高速铁路牵引供电接触网雷电防护最为高速铁路建设中的一个难题和重点，不仅对高速铁路运行安全产生影响，也对高速铁路发展产生深远影响，不利于我国的经济发展和社会进步。对这一问题，不仅要对牵引供电接触网的雷击状况进行详细分析，还要进行针对性的科学预防和设计，提高牵引供电接触网的安全性能，确保高速铁路的安全运行。
1.我国高速铁路牵引供电接触网雷电情况分析
根据我国铁路运行的相关政策和设计规范，我国的雷区划分标准为：少雷区：年平均雷电日≤20天；多雷区：年平均雷电日20-40天（不含40天）；高雷区：年平均雷电日40-60天（不含60天）；强雷区：年平均雷電日≥60天。
通常，在雷电较多的地区，牵引供电接触网遭受雷击的几率会较大。当接触网与支柱受到雷击时，接触网的电压和接地电阻及雷电流的幅度值有关，并且，雷电通道产生的磁场及其产生的相反的感应电压，并与雷电流的平均值及导线高度成正比。接触网支柱电阻大小能够决定冲击过电压及感应过电压的叠加值，电阻越高，叠加值就越大。因此，当接触网遭受雷击，过电压产生，如果过电压达到了接触网所支持的绝缘子的冲击放电的电压值时，绝缘子闪路就会形成，那么雷电流会通过支柱、接地线及钢轨等进入地面，进而过电压会逐渐降低。
2.我国高速铁路牵引供电接触网雷电防护策略
2.1 高速铁路运输线的区分
高速铁路在近几年的快速发展中，不仅满足了人们出行的需要，也满足了铁路货物运输的需要，并且高速铁路的运输需求和作用得到了极大的提升。但是，不同的运输任务，其线路和牵引供电需求是不同的。可以对此进行区分，设计客运专线和货运专线以及混合运输专线，从而设计不同的供电方式，让供电变得更有针对性，也更科学合理，那么其雷电防护措施就会更加规范和精确，更加合理。
2.2 根据实际情况，采取不同的雷电防护措施
当前的高速铁路向着里程长、速度快的方向发展，其经过的区域跨度大且雷电特点不同，雷电防护措施不同同一而语，要根据通过地区的实际雷电天气情况和特点，进行不同的牵引供电接触网设计，要根据区间和站场的具体情况，进行针对性的雷电防护。这需要设计和建设人员加强对高速铁路里程经过区域的了解以及设计水平的提升。
2.3 注意跳闸数据
对高速铁路牵引供电接触网的雷电防护设计，不仅要考虑到不同区域的雷电情况，还要将跳闸数据进行统计分析，全面设计雷电防护策略。跳闸会直接影响到高速铁路的运行性能和稳定性，并且不同区域的跳闸次数与其雷电情况和区域环境情况有关系，因此，要对跳闸数据进行科学细致的分析。
2.4 接闪器的运用
接闪器是指防雷接地系统中的避雷器，在高速铁路牵引供电接触网上是必不可少的避雷放电器材，无论是避雷针还是避雷线在高速铁路牵引供电接触网上都有不同程度的使用。当前的接闪器其性能和科技含量都大大提高，接触网在雷电防护措施上，可以根据不同的需求及接闪器的优势与性能进行选择，也可以进行结合使用，发挥不同接闪器的优势，达到更好的雷电防护效果。如图1所示，为接触网上架设的避雷线示意图，避雷线架设的角度和方位要根据需求进行合理设计，确保最高效的避雷效果。
不同的地区，其雷击强度和次数不同，如果采取了接闪器，那么在架设避雷针或者避雷线时，就要在雷击强度大的地区增加架设数量和密度，同时注意预防直击雷，进而切断雷电的所有通路，全面保护供电接触网。
在接触网上架设避雷线或者避雷针时，采用绝缘架设的方式且确保其可以单独接地，那么就可以实现降低接触网支柱遭受直击雷和反击雷的次数，以及减少雷击对接触网高压部分的损害。还可以借助这种方式，减少遭受雷击而导致的跳闸次数，使得高速铁路有效平稳的运行。
当接触网顶端的避雷设备和信号设备间的距离小于15米时，就要对避雷设施单独加设绝缘设备，而相邻的支柱顶端也要单独架设避雷设备，同时接地，避免其给信号设备带来影响。
2.5 全面防雷考虑
高速铁路牵引供电接触网的雷电防护还要结合站场接触网以及站房接触网等方面进行全面考虑和设计，因为站场和站房的接触网或者放电设施也会波及到高速铁路牵引供电接触网。设计时也全盘考虑，避免疏忽和遗漏。
站场接触网的防雷措施若能够和周围建筑物的防雷措施进行有效结合，将会大大增强接触网的整体防雷能力。也可以在站场比较关键的地段单独架设避雷针或者避雷线，从而提升站场的雷电防护效果，提升高速铁路牵引供电接触网的整体雷电防护能力。
3.结语
我国的高速铁路随着经济和社会的快速发展而不断发展壮大，满足了人们出行和生产生活的需要。高速铁路的里程和速度在大力发展的同时，其建设和管理水平及能力也要随之进行提升和改进。我国的高速铁路在牵引供电接触网的防雷措施和技能上与发达国家相比差距较大，需要雷电防护建造和设计人员不断提升设计水平，深入了解我国不同区域的年雷击天数和天气特点、合理运用接闪器，并将站场和站房接触网进行整体考虑和设计，从而全面提升高速铁路牵引供电接触网的雷电防护能力。
参考文献
[1] 肖潮.高速铁路牵引供电系接触网雷电防护措施探析[J].探索与争鸣，2015，12（09）：123-125.
[2] 康佳.刍议高速铁路牵引供电接触网雷电防护措施[J].科技与创新，2014，23（14）：23-25.
[3] 张平刚.高速铁路牵引供电接触网雷电防护[J].工程科技，2011（17）：239-241.
[关键词]高速铁路，牵引供电，接触网，雷电防护，策略
中图分类号：TM862；TM922.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0343-01
0.引言
为满足我国人口的出行和运输需求，我国的交通运输业不断发展壮大，其中的高速铁路发展最为迅速。然而，高速铁路牵引供电接触网雷电防护最为高速铁路建设中的一个难题和重点，不仅对高速铁路运行安全产生影响，也对高速铁路发展产生深远影响，不利于我国的经济发展和社会进步。对这一问题，不仅要对牵引供电接触网的雷击状况进行详细分析，还要进行针对性的科学预防和设计，提高牵引供电接触网的安全性能，确保高速铁路的安全运行。
1.我国高速铁路牵引供电接触网雷电情况分析
根据我国铁路运行的相关政策和设计规范，我国的雷区划分标准为：少雷区：年平均雷电日≤20天；多雷区：年平均雷电日20-40天（不含40天）；高雷区：年平均雷电日40-60天（不含60天）；强雷区：年平均雷電日≥60天。
通常，在雷电较多的地区，牵引供电接触网遭受雷击的几率会较大。当接触网与支柱受到雷击时，接触网的电压和接地电阻及雷电流的幅度值有关，并且，雷电通道产生的磁场及其产生的相反的感应电压，并与雷电流的平均值及导线高度成正比。接触网支柱电阻大小能够决定冲击过电压及感应过电压的叠加值，电阻越高，叠加值就越大。因此，当接触网遭受雷击，过电压产生，如果过电压达到了接触网所支持的绝缘子的冲击放电的电压值时，绝缘子闪路就会形成，那么雷电流会通过支柱、接地线及钢轨等进入地面，进而过电压会逐渐降低。
2.我国高速铁路牵引供电接触网雷电防护策略
2.1 高速铁路运输线的区分
高速铁路在近几年的快速发展中，不仅满足了人们出行的需要，也满足了铁路货物运输的需要，并且高速铁路的运输需求和作用得到了极大的提升。但是，不同的运输任务，其线路和牵引供电需求是不同的。可以对此进行区分，设计客运专线和货运专线以及混合运输专线，从而设计不同的供电方式，让供电变得更有针对性，也更科学合理，那么其雷电防护措施就会更加规范和精确，更加合理。
2.2 根据实际情况，采取不同的雷电防护措施
当前的高速铁路向着里程长、速度快的方向发展，其经过的区域跨度大且雷电特点不同，雷电防护措施不同同一而语，要根据通过地区的实际雷电天气情况和特点，进行不同的牵引供电接触网设计，要根据区间和站场的具体情况，进行针对性的雷电防护。这需要设计和建设人员加强对高速铁路里程经过区域的了解以及设计水平的提升。
2.3 注意跳闸数据
对高速铁路牵引供电接触网的雷电防护设计，不仅要考虑到不同区域的雷电情况，还要将跳闸数据进行统计分析，全面设计雷电防护策略。跳闸会直接影响到高速铁路的运行性能和稳定性，并且不同区域的跳闸次数与其雷电情况和区域环境情况有关系，因此，要对跳闸数据进行科学细致的分析。
2.4 接闪器的运用
接闪器是指防雷接地系统中的避雷器，在高速铁路牵引供电接触网上是必不可少的避雷放电器材，无论是避雷针还是避雷线在高速铁路牵引供电接触网上都有不同程度的使用。当前的接闪器其性能和科技含量都大大提高，接触网在雷电防护措施上，可以根据不同的需求及接闪器的优势与性能进行选择，也可以进行结合使用，发挥不同接闪器的优势，达到更好的雷电防护效果。如图1所示，为接触网上架设的避雷线示意图，避雷线架设的角度和方位要根据需求进行合理设计，确保最高效的避雷效果。
不同的地区，其雷击强度和次数不同，如果采取了接闪器，那么在架设避雷针或者避雷线时，就要在雷击强度大的地区增加架设数量和密度，同时注意预防直击雷，进而切断雷电的所有通路，全面保护供电接触网。
在接触网上架设避雷线或者避雷针时，采用绝缘架设的方式且确保其可以单独接地，那么就可以实现降低接触网支柱遭受直击雷和反击雷的次数，以及减少雷击对接触网高压部分的损害。还可以借助这种方式，减少遭受雷击而导致的跳闸次数，使得高速铁路有效平稳的运行。
当接触网顶端的避雷设备和信号设备间的距离小于15米时，就要对避雷设施单独加设绝缘设备，而相邻的支柱顶端也要单独架设避雷设备，同时接地，避免其给信号设备带来影响。
2.5 全面防雷考虑
高速铁路牵引供电接触网的雷电防护还要结合站场接触网以及站房接触网等方面进行全面考虑和设计，因为站场和站房的接触网或者放电设施也会波及到高速铁路牵引供电接触网。设计时也全盘考虑，避免疏忽和遗漏。
站场接触网的防雷措施若能够和周围建筑物的防雷措施进行有效结合，将会大大增强接触网的整体防雷能力。也可以在站场比较关键的地段单独架设避雷针或者避雷线，从而提升站场的雷电防护效果，提升高速铁路牵引供电接触网的整体雷电防护能力。
3.结语
我国的高速铁路随着经济和社会的快速发展而不断发展壮大，满足了人们出行和生产生活的需要。高速铁路的里程和速度在大力发展的同时，其建设和管理水平及能力也要随之进行提升和改进。我国的高速铁路在牵引供电接触网的防雷措施和技能上与发达国家相比差距较大，需要雷电防护建造和设计人员不断提升设计水平，深入了解我国不同区域的年雷击天数和天气特点、合理运用接闪器，并将站场和站房接触网进行整体考虑和设计，从而全面提升高速铁路牵引供电接触网的雷电防护能力。
参考文献
[1] 肖潮.高速铁路牵引供电系接触网雷电防护措施探析[J].探索与争鸣，2015，12（09）：123-125.
[2] 康佳.刍议高速铁路牵引供电接触网雷电防护措施[J].科技与创新，2014，23（14）：23-25.
[3] 张平刚.高速铁路牵引供电接触网雷电防护[J].工程科技，2011（17）：239-241.