荊飛

摘要：我國(guó)鐵路交通作為現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要交通動(dòng)脈，在涉及經(jīng)濟(jì)、軍事、民生、政治、農(nóng)業(yè)等各個(gè)方面也都具有重要戰(zhàn)略意義。近年來(lái)，高速鐵路重載線和電氣化鐵路徹底改變了我國(guó)原有的高速鐵路運(yùn)輸運(yùn)行方式，大大提高了鐵路運(yùn)輸運(yùn)行效率。接觸網(wǎng)設(shè)備是新型電力機(jī)車的主要?jiǎng)恿υ?，其運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)輸安全性直接也會(huì)影響我國(guó)鐵路運(yùn)輸安全秩序。據(jù)某大型鐵路公司運(yùn)營(yíng)以來(lái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，雷擊事件是一直影響鐵路接觸網(wǎng)和其他鐵路運(yùn)輸正常安全運(yùn)行的最重要危險(xiǎn)因素。由于防雷接觸網(wǎng)是在露天環(huán)境中運(yùn)行，因此無(wú)線電環(huán)境、地理位置、氣候和環(huán)境條件都不同，并且運(yùn)行條件也很差，研究不同作業(yè)條件下的預(yù)防雷擊，提出一套有利于針對(duì)性的雷擊防治管理措施也就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：電氣化;鐵道接觸網(wǎng)線;防雷;探討

引言

目前，我國(guó)對(duì)所有電力鐵路和懸鏈線的防雷措施還沒(méi)有非常嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定。對(duì)于鐵路接地裝置的設(shè)計(jì)選型還是沒(méi)有明確的技術(shù)設(shè)備要求，與此同時(shí)，技術(shù)規(guī)范中所規(guī)定的鐵路避雷斷路器的具體設(shè)置選用地點(diǎn)很有限。對(duì)實(shí)際線路運(yùn)行條件的分析表明，懸鏈電纜線的安全和防雷，節(jié)電保護(hù)措施以及電源保護(hù)效果都不理想，接觸網(wǎng)電纜線路中因遭雷擊而直接導(dǎo)致電纜線索直接燒毀中斷的災(zāi)害事例時(shí)有發(fā)生。如何有效地加強(qiáng)對(duì)接入接觸網(wǎng)相關(guān)線路本身進(jìn)行安全防雷電的保護(hù)，盡可能減少因接觸網(wǎng)相關(guān)線路因受到雷擊或者斷線等而造成的生命危害和經(jīng)濟(jì)損失，是一個(gè)值得我們深入研究的重要課題。

一、雷擊接觸網(wǎng)的來(lái)源和分類

雷電主要可分為線性雷擊雷，球形雷擊雷和自動(dòng)感應(yīng)雷擊雷。接觸網(wǎng)經(jīng)常遭受直接沖擊雷和雷電襲擊。直擊雷：直接攻擊侵入整個(gè)設(shè)備或與整個(gè)設(shè)備工作有關(guān)的信號(hào)傳輸線的一種雷電，但直接攻擊雷的信號(hào)侵入設(shè)備的雷電概率很小。感應(yīng)雷電：也稱為感應(yīng)雷，振動(dòng)感應(yīng)或聲感應(yīng)雷通過(guò)電壓。它分為正向靜電振動(dòng)引起的雷擊和反向電磁振動(dòng)引起的雷擊。感應(yīng)進(jìn)入雷電中的過(guò)電壓主要是由于電磁場(chǎng)和其他電磁粒子耦合的劇烈速度變化等所引起的，而直接進(jìn)入雷電中的過(guò)電壓，則主要是由感應(yīng)雷電流直接流過(guò)被雷擊的物體內(nèi)部引起的。懸鏈上有多個(gè)雷擊，當(dāng)直接在懸鏈上有多個(gè)雷擊時(shí)，雷擊損壞的可能性最小，但懸鏈上最嚴(yán)重的雷擊直接導(dǎo)致多個(gè)避雷針連續(xù)閃爍。接觸網(wǎng)停電雷電的幾種類型可以歸納如下：靜電雷擊會(huì)導(dǎo)致人們通過(guò)地面或靠近接觸網(wǎng)的人員感應(yīng)或超過(guò)接觸網(wǎng)上的電壓。雷電擊中接觸極，雷電不會(huì)產(chǎn)生脈沖過(guò)電壓，并且在雷電接觸線上也沒(méi)有脈沖過(guò)電壓。雷電會(huì)直接影響懸鏈線，從而產(chǎn)生行波或超過(guò)其電壓。

二、電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷現(xiàn)狀

隨著我國(guó)目前鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)的國(guó)內(nèi)電力公路和鐵路發(fā)展迅速，達(dá)到數(shù)十萬(wàn)公里。隨著我國(guó)電力公路和鐵路的不斷發(fā)展壯大，電纜遭受了各種雷擊。主要的可能性越來(lái)越大，但是如果我們國(guó)家的電力鐵路遭受雷擊，而輕亦可能導(dǎo)致不小社會(huì)損失，重亦可能招致交通事故，而是產(chǎn)生大量嚴(yán)重人員傷亡。近些年來(lái)，我國(guó)還越來(lái)越注重鐵路接觸網(wǎng)中的防雷設(shè)施建設(shè)與技術(shù)設(shè)備研討，大量接觸防雷斷路器與相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被研討開(kāi)發(fā)研制出，它在我國(guó)的長(zhǎng)，快鐵路的接觸網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前在民用接觸網(wǎng)中常用的防雷裝置主要是管狀避雷器，例如活化的氧化鋅管狀避雷器、管狀避雷器、角隙管狀避雷器等。除此之外，在實(shí)際技術(shù)設(shè)備應(yīng)用中，用作我國(guó)鐵道電氣化工程項(xiàng)目鐵道機(jī)電接觸網(wǎng)也主要存在著以下幾個(gè)突出難題。

（1）當(dāng)前，我國(guó)仍然有大型鐵路裝備建設(shè)基地，在難以到達(dá)的山區(qū)和沙漠地區(qū)，鐵路物流維修，鐵路應(yīng)急維修設(shè)備基地和聯(lián)絡(luò)維護(hù)措施不足。

（2）目前我國(guó)主要的電氣化鐵路管道聯(lián)絡(luò)網(wǎng)，缺乏避雷器的綜合資源配置和合理的布置方案，大多數(shù)鐵路、隔板、電源等關(guān)鍵情況下，大范圍的鐵路安全的現(xiàn)象時(shí)有重復(fù)排列的防雷裝置，具有較大的鐵路教育資源利用消耗。

（3）部分重點(diǎn)地段因?yàn)殡姎饣こ添?xiàng)目鐵道防雷接觸網(wǎng)線路加裝不太全，缺乏必要的線路防雷及磨損維護(hù)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致鐵道接觸網(wǎng)內(nèi)部磨損及電纜能損程度有過(guò)大，間接嚴(yán)重影響了鐵道防雷斷路器的正常防雷維護(hù)實(shí)際效果。

（4）對(duì)避雷接觸網(wǎng)及其余避雷斷路器的維修保養(yǎng)，及日常檢修工作缺少必要的技術(shù)設(shè)備監(jiān)督制度，維護(hù)人員在開(kāi)始工作，防雷設(shè)備的維修和日常停工時(shí)經(jīng)常存在技術(shù)缺陷，存在著許多非常的技術(shù)局限性。

三、電氣化鐵道接觸網(wǎng)防雷改造探討

1.引進(jìn)先進(jìn)避雷裝置與避雷檢測(cè)技術(shù)

依照現(xiàn)階段國(guó)家鐵路相關(guān)法律規(guī)定，依據(jù)國(guó)際雷電日的影響數(shù)目，將我國(guó)電氣化鐵道電纜經(jīng)過(guò)的各避雷地域區(qū)劃分，它主要分為河流雷區(qū)、中雷區(qū)和弱雷區(qū)。同時(shí)，我們將使用各種防雷檢測(cè)設(shè)備和其他雷電質(zhì)量檢查來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)和更新我們的技術(shù)。電氣與鐵路雷電接觸網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)：根據(jù)鐵路的實(shí)際應(yīng)用需求，加大科研投入，開(kāi)發(fā)各種性能更好的避雷器及其他雷電檢測(cè)裝置和結(jié)構(gòu)。再根據(jù)國(guó)際雷電日影響級(jí)數(shù)，和當(dāng)?shù)貙?shí)際氣候變化情況等有針對(duì)性地進(jìn)行研究選擇，從各種防雷檢測(cè)設(shè)備和其他相關(guān)的防雷檢測(cè)設(shè)備中選擇。例如，在地雷較大的地區(qū)，必須能夠合理地計(jì)劃和嚴(yán)格執(zhí)行每個(gè)特殊避雷裝置的設(shè)備安裝和安全保護(hù)。避雷器必須獨(dú)立安裝，并且必須嚴(yán)格控制每個(gè)避雷器的方位角。在安全保護(hù)范圍內(nèi)要保護(hù)的線路。除此之外，在電網(wǎng)電源進(jìn)口邊際及重要電氣化工程項(xiàng)目鐵道重要避雷部件，也必須與此同時(shí)加裝前置避雷針等等重要避雷斷路器。每天完成防雷設(shè)備的安裝后，必須建立完整的日常維護(hù)和修理套件以及特殊的應(yīng)急設(shè)備維護(hù)管理機(jī)制。用戶必須遠(yuǎn)程監(jiān)視特殊防雷設(shè)備的日常操作。在突發(fā)性災(zāi)難情況下，有必要及時(shí)維護(hù)和更換完整且丟棄的專用避雷器。

這一應(yīng)用制度，可以與此同時(shí)吸納國(guó)外已有的鐵道避雷器監(jiān)測(cè)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)器，及鐵道避雷器在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)妥善處理系統(tǒng)等等先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，并可以結(jié)合目前我國(guó)各省和地區(qū)實(shí)際應(yīng)用情況及時(shí)加以設(shè)計(jì)改進(jìn)，在全國(guó)第一時(shí)間可以應(yīng)用于建成我國(guó)龐大的高速電氣化公路鐵道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，但在推出去以前要降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)它還要認(rèn)真做好相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的收集整理分析工作，便于技術(shù)研究者自行研發(fā)一種性能更好的鐵道避雷監(jiān)測(cè)裝置以及應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)。

2.合理鋪設(shè)電氣化鐵道接觸網(wǎng)保護(hù)線

除了安裝用于電氣道路和鐵路的避雷裝置的避雷裝置外，安裝避雷線也是鐵路防雷設(shè)備變化的重要環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)防雷設(shè)備本身只是一個(gè)屏蔽設(shè)備，因此無(wú)法有效覆蓋整個(gè)無(wú)線聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。因此還可能需要同時(shí)架設(shè)一個(gè)保護(hù)性天線，以有效擴(kuò)展整個(gè)避雷保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)覆蓋范圍，從而能夠使整個(gè)無(wú)線接觸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)具備一定的網(wǎng)絡(luò)防雷保護(hù)能力。目前，具有防雷保護(hù)的電線布局主要是地線布局，最重要的環(huán)節(jié)是放置架空地線和接地點(diǎn)的位置。只有充分研究結(jié)合當(dāng)時(shí)地理中心位置及當(dāng)時(shí)地理交通環(huán)境，根據(jù)專用接觸網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)和各個(gè)接地點(diǎn)的間距并合理計(jì)算，精準(zhǔn)準(zhǔn)確定位每一個(gè)當(dāng)時(shí)架空的鐵路線上的接地點(diǎn)，才能做到最大限度上地發(fā)揮當(dāng)時(shí)保護(hù)接地線的保障作用，這有效地確保了對(duì)高速公路和鐵路以及專用的懸鏈線能夠可靠而正常地運(yùn)行，盡管當(dāng)時(shí)發(fā)生了各種突發(fā)性災(zāi)難。這種通過(guò)管線架設(shè)公路保護(hù)防雷線路起到了作用，主要增強(qiáng)我國(guó)接觸網(wǎng)公路防雷保護(hù)能力，在實(shí)踐中還具備改造效率高、操作單純的不小技術(shù)設(shè)備資源優(yōu)勢(shì)，因此，在現(xiàn)階段，韓國(guó)已經(jīng)得到了大規(guī)模的應(yīng)用和推廣，但是在韓國(guó)數(shù)十萬(wàn)公里的干線電力鐵路中已廣泛使用。

3.安裝避雷裝置失效恢復(fù)系統(tǒng)

電氣鐵路的建設(shè)是一項(xiàng)重要的工程，必須長(zhǎng)期進(jìn)入建設(shè)后期才能長(zhǎng)期使用。電氣鐵路采用懸鏈?zhǔn)椒览卓刂蒲b置，在長(zhǎng)期使用和大規(guī)模施工過(guò)程中，不可避免地有多種因素同時(shí)引起鐵路防雷控制裝置的異常故障。因而，在推動(dòng)電氣化道路鐵道機(jī)電接觸網(wǎng)安全防雷系統(tǒng)改造建設(shè)過(guò)程中，也應(yīng)該研討建設(shè)一套相應(yīng)的防雷裝置失效恢復(fù)測(cè)試系統(tǒng)。就當(dāng)下我國(guó)當(dāng)前國(guó)情而言， 電氣化后，鐵路是大型的、省油的，并且具有復(fù)雜多樣的運(yùn)行環(huán)境。其中仍然無(wú)人居住的山脈和沙漠。用于手動(dòng)修復(fù)的各種緊急雷電保護(hù)修復(fù)方法是顯而易見(jiàn)的。過(guò)去，電力鐵路不能完全滿足接觸網(wǎng)緊急雷電的實(shí)際需求?？梢哉f(shuō)，僅通過(guò)建立健全，完善的防雷應(yīng)急機(jī)制，就建立了防雷裝置的故障恢復(fù)處理。這是過(guò)去通電后的鐵路保護(hù)系統(tǒng)。電纜懸鏈線可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的一段時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常穩(wěn)定的狀態(tài)，從而保證了過(guò)去所有電力機(jī)車和車輛的正常運(yùn)行。它減少了鐵路懸鏈線雷擊可能造成的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失。

4.綜合法防雷措施

單電纜防雷措施可能無(wú)法有效地提供長(zhǎng)期的電纜防雷技術(shù)保護(hù)。需要對(duì)單個(gè)長(zhǎng)期防雷措施進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析。如實(shí)際電纜運(yùn)行中的情況和切斷輸電電纜線路所能身處的惡劣環(huán)境，需要將各種新的防雷輸電技術(shù)或是加以研究總結(jié)比較或是加以改進(jìn)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一系列更適合于防雷和防雷的電力傳輸技術(shù)，以減少由于傳輸連接線上的雷擊損壞而造成的個(gè)人財(cái)產(chǎn)，財(cái)產(chǎn)和人員損失。 逐步改進(jìn)和持續(xù)改進(jìn)防雷措施的主要目的是擴(kuò)大兩個(gè)主要方面，使防雷工作更加有效和有針對(duì)性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在目前的鐵路電氣化階段，主要是通過(guò)設(shè)計(jì)和安裝以鐵路避雷器為主要核心的鐵路避雷器，對(duì)現(xiàn)行的鐵路線路接觸網(wǎng)防雷系統(tǒng)進(jìn)行改造，以及通過(guò)架設(shè)鐵道保護(hù)避雷線路等來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。接觸網(wǎng)是電力機(jī)車的動(dòng)力來(lái)源，其穩(wěn)定性和安全性直接影響鐵路運(yùn)輸?shù)闹刃?。近年?lái)，重型電力鐵路改變了原來(lái)的鐵路運(yùn)輸方式，大大提高了運(yùn)輸效率。因此，只要提高我國(guó)電氣信息化鐵道的無(wú)接觸網(wǎng)在線防雷保護(hù)能力，研發(fā)一種性能更好的在線避雷器，設(shè)計(jì)愈加合理的在線防雷斷路器及框架結(jié)構(gòu)，合理展開(kāi)規(guī)劃而是組織構(gòu)建愈加完善的安全保護(hù)性在線防雷網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，那是十分有效的防雷路徑，還是現(xiàn)階段最為可行的防雷路徑之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]李飛.電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)探討[J].新商務(wù)周刊，2019，（9）：205.

[2]李濤.電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（10）：

[3]程永勝.電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)探討[J].西鐵科技，2004，000 （004 ）：9-10.

[4]劉成文.電氣化鐵路接觸網(wǎng)線路防雷技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究，2014，（14）.

[5]孫希山，次仁白瑪.拉日鐵路電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路優(yōu)化防雷技術(shù)[J].科學(xué)中國(guó)人，2014，（16）.22.

中鐵二十一局集團(tuán)電務(wù)電化工程有限公司 甘肅蘭州 730014