李兵

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進，我國在鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷技術(shù)方面的研究力度和強度都沒有停滯過。這主要是由于鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷技術(shù)對于鐵路安全和發(fā)展具有重要影響。有學(xué)者對鐵路牽引供電系統(tǒng)在缺乏避雷線的情況下展開了研究，研究結(jié)果表明，此種情況下，雷電特性主要表現(xiàn)為雷擊次數(shù)翻倍增長，與此同時，在高架橋平均高度達到一定數(shù)值后，感應(yīng)電壓會非常小，進而引發(fā)鐵路安全事故。然而，近年隨著我國鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，也伴隨高架橋高度的不斷增高，感應(yīng)雷以及直擊雷所引發(fā)的絕緣閃絡(luò)次數(shù)也呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。因此，鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷技術(shù)研究力度和強度還應(yīng)不斷加強。

關(guān)鍵詞：牽引供電系統(tǒng)；雷電防護體系；建設(shè)研究

引言

科學(xué)技術(shù)的日益進步，推動了我國交通運輸行業(yè)的發(fā)展，尤其是牽引供電系統(tǒng)的應(yīng)用，更是標(biāo)志著我國鐵路運輸業(yè)已經(jīng)邁入了嶄新的階段。牽引供電系統(tǒng)作為高鐵的重要系統(tǒng)，確保其長時間處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)至關(guān)重要。本文通過對牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系的建設(shè)進行研究，并提出合理的建議，希望對保護牽引供電系統(tǒng)有所幫助。

1國內(nèi)外牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系

1.1國外牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系

國外對于供電系統(tǒng)防雷體系的特點，各自具有不同的側(cè)重點。例如：日本所設(shè)計的防雷體系，按照雷電發(fā)生次數(shù)，劃分雷電防護等級，針對不同等級的區(qū)域，采取差異化的防雷措施。而德國由于雷雨天氣較少，因此德國在設(shè)計防雷體系時，不會對直擊雷進行考慮，僅利用避雷針進行雷電防護。究其原因，主要是德國雷電強度不高，利用合閘的方式即可有效防護雷擊。由此可見，對于一些雷電次數(shù)較少的區(qū)域，則不需要發(fā)展復(fù)雜的防雷體系，而對于雷電次數(shù)頻繁，則要設(shè)計復(fù)雜且防雷效果好的體系，日本的防雷體系可以成為我國建設(shè)防雷體系的借鑒對象。

1.2我國牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系

我國牽引供電系統(tǒng)與國內(nèi)外存在較大的差別，其主要組成部分為變電所和牽引網(wǎng)，雖然我國目前的雷電防護體系，已經(jīng)相對成熟，但是依然存在不足之處，例如：缺少對直擊雷的防護、線路上沒有安裝避雷裝置等，這些缺陷的存在，致使我國牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系的應(yīng)用效果受到限制。

2現(xiàn)階段我國鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷體系存在的問題

2.1在直擊雷防護方面欠缺全面考慮

現(xiàn)階段，我國鐵路牽引供電系統(tǒng)大多是牽引網(wǎng)和變電所構(gòu)成。其中，變電所的雷擊防護技術(shù)已日臻成熟，而牽引網(wǎng)在直擊雷防護方面卻還存在空白。例如，我國鐵路牽引供電系統(tǒng)在防雷擊設(shè)計過程中，主要考慮了35kV的輸電線路，同時還按照普通鐵路中的相關(guān)規(guī)范來設(shè)計的。因此，在設(shè)計過程中，并沒有將避雷針設(shè)計在接觸網(wǎng)防雷線中。即使在變電站設(shè)備中安裝了避雷針，但也僅僅限于幾處關(guān)鍵位置。由此可見，其對于直擊雷防護來說，效果并不十分顯著。一般來說，直擊雷會主要從雷擊承力索、正饋線等方面侵入到接觸網(wǎng)中。因此，防雷技術(shù)應(yīng)注重加強這方面的研究力度。

2.2在沖擊接地電阻方面欠缺考慮

相比于普通的鐵路而言，高速鐵路具有鋼軌泄漏電阻大、牽引電流大以及快速絕緣老化等特點。由此可見，其對于鐵路牽引供電系統(tǒng)的影響是非常大的，進而嚴(yán)重影響鐵路的正常運行。目前，我國鐵路所采用的接地方式主要是以綜合性接地方式為主。因此，一旦出現(xiàn)雷擊，對鐵路的沖擊是十分巨大的，泄漏一小部分都會導(dǎo)致鐵路的接地電阻過高，進而絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)。

3牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系建設(shè)的措施

3.1加強對承力索和正饋線的雷擊防護力度

從實際情況來看，我國鐵路牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系，對于直擊雷的防護相對欠缺，致使直擊雷成為了威脅列車安全運行的最大因素，因此加強對直擊雷的防護具有重要的意義。首先，國家需要出臺相關(guān)規(guī)定，要求各級鐵路部門根據(jù)電力系統(tǒng)110KV線路的雷電防護措施，對牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系進行完善。比如：利用提升保護線、避雷針和回流線等裝置，提高雷電防護強度。據(jù)查閱相關(guān)資料得知，我國部分路段已經(jīng)通過架設(shè)專用避雷針和提高回流線溫度等方式，強化雷電防護體系的性能，并取得了顯著的效果。

3.2雷擊保護線和避雷線過電壓保護

為了進一步強化牽引供電系統(tǒng)雷電防護體系的性能，可以采用升高保護線的方式，對回饋線和承力索進行保護。在安裝避雷線之后，會改變正饋線和接觸網(wǎng)防護雷電的方式，形成以下兩種防護方式：一是避雷線在受到雷電攻擊時，會產(chǎn)生反擊雷保護，其原理為地電位增加起到的保護作用。二是避雷線受到雷擊后，防護體系中的正饋線和接觸網(wǎng)會對其發(fā)生感應(yīng)，繼而產(chǎn)生感應(yīng)雷的防護。對于雷電來說，其攻擊范圍較廣，在避雷網(wǎng)安裝完成后，如果雷電擊中避雷網(wǎng)覆蓋區(qū)域，則避電網(wǎng)中的T線和正饋線，其絕緣子就會對閃絡(luò)進行反擊?，F(xiàn)階段常用且效果較好的雷電防護措施有以下兩種：一是降低部分區(qū)域的接地電阻，以此來降低雷擊接地電子，從而避免絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)；二是增加避電器和支柱的接地極，同樣可以起到防護雷擊的作用。

3.3絕緣子破壞的保護方法

在遭到雷擊后，絕緣子可能會發(fā)生閃絡(luò)反應(yīng)，該反應(yīng)一旦發(fā)生，可能會導(dǎo)致絕緣子被燒毀，這種損壞是無法被修復(fù)的，會給鐵路部門帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，使用正確的保護方法，對絕緣子進行保護，具有重要的作用。通常情況下，在懸式絕緣子和水平絕緣子的兩端位置安裝保護間隙，可以在一定程度上提高絕緣子的防雷能力，安裝避雷針也可以起到同樣的效果。這種方式的使用，有助于維護人員在雷擊發(fā)生時，及時對閃絡(luò)發(fā)生位置進行定位，繼而采取疏導(dǎo)工頻電弧等方式，加強對絕緣子的保護，以此來降低經(jīng)濟損失。但是這種保護措施也存在一定的弊端，容易引起跳閘問題。

3.4差異化防雷與雷電監(jiān)測

鐵路部門在構(gòu)建牽引供電系統(tǒng)防雷體系過程中，應(yīng)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，發(fā)展雷電監(jiān)測系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)對雷電的自動實時監(jiān)測。雷電監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)被一些地區(qū)的鐵路部門所采用，通過借鑒氣象部門的雷電監(jiān)測經(jīng)驗，依托于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建雷電監(jiān)測系統(tǒng)，已經(jīng)成為牽引供電系統(tǒng)防雷體系的重要組成內(nèi)容。在實際構(gòu)建系統(tǒng)時，鐵路部門應(yīng)結(jié)合自身的實際特點，增強監(jiān)測系統(tǒng)的適應(yīng)性，提高雷電監(jiān)測的準(zhǔn)確程度。再加之不同區(qū)域的雷電參數(shù)存在差異，因此監(jiān)測系統(tǒng)需要根據(jù)雷電參數(shù)，對雷電活動區(qū)域進行等級劃分，直觀體現(xiàn)出區(qū)域雷電的活躍性，便于鐵路部門采取有針對性的防雷措施，選擇正確的防雷方法，最終實現(xiàn)對雷電的差異化防護。

結(jié)語：

綜上所述，鐵路牽引供電系統(tǒng)的安全性以及可靠性是至關(guān)重要的，不僅關(guān)系到鐵路的正常運行，還關(guān)系到鐵路行業(yè)的發(fā)展，更關(guān)系到人們的生命安全。因此，在深入了解和掌握防雷體系概念的基礎(chǔ)上，充分認(rèn)識防雷體系的重要性，對于增強防雷意識是非常必要的。另外，針對現(xiàn)階段我國鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷體系存在的問題，從正饋線與承力索的防雷技術(shù)設(shè)計方面、雷擊保護線與避雷線過電壓防護設(shè)計方面、絕緣子永久性破壞的保護方法以及注重雷電監(jiān)測實行差異化防雷方面等提出優(yōu)化鐵路牽引供電系統(tǒng)防雷技術(shù)建議，對于提高鐵路牽引供電系統(tǒng)的防雷能力，增強鐵路安全運行等是具有重要影響的。因此，未來還應(yīng)繼續(xù)加強這方面的研究深度。

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