中铁电气化局第三工程有限公司 河南郑州 450000
摘要：接触网受雷电的影响较大，很容易引起轨道交通瘫痪，无法保障铁路的安全运行。铁路接触网运行中需全面落实防雷措施，充分发挥出防雷保护的作用，全面排除雷击对接触网的影响，更重要的是维护接触网的高效性，确保其在运营中的安全与稳定，降低雷击对接触网的破坏性。
关键词：电气化；铁路接触网；防雷技术
1铁路接触网易遭受雷电侵害的原因
对于大部分的自然灾害来说，雷电的危害相对较大，其自身可以致使森林中的火灾形成，而且对于各个建筑和人们的生命财产安全都构成非常大的威胁。按照相关数据表示，对于雷击产生的相关损失大部分在十亿上下，然而对于不计数的灾害还是存在的。除此之外，对于接触网来说，雷击的问题也是非常严重的，很多的接触网都没有相应的保护措施，这就导致绝缘物品的损坏，铁路在运行过程中就会产生停滞的问题。
1.1多重雷放电对高铁接触网的影响
云层的下行先导与地面放电往往包含多次雷电过程，各闪击之间间隔时间为3-380ms之间，平均为50ms，一次云地闪的平均持续时间为0.2s。这种在毫秒级时间间隔内的云层多次放电现象称为多重雷放电，我国也有学者将这种多次闪击和回击的放电现象称为叠加雷。多重雷放电的机理可做如下解释。将雷云视为一个大介质，介质中电荷运动受到限制，在雷云中会发生电荷的聚集，形成若干大密度的电荷中心。在首次的先导主放电中，泄放电荷中心及其周围小区域先导通道中的负电荷。首次先导放电过程结束后，雷云介质中发生两个电荷中心之间的流注，由于主放电完成后的热游离通道内的介质恢复需要一定的时间，放电后主放电通道电导率高于周围大气，由此其电荷中心以更快的速度顺着首次放电通道发展，也就发生了重复雷的过程。首次后的电荷释放过程先导发展时间短，一般无分叉。多重雷击使雷击电位差呈阶梯性的提高，导致耐雷水平呈整数倍的减少，如按每次雷击三次的雷电放电过程，微秒级内雷击的叠加导致高铁接触网电位近似升高三倍，避雷设备散热过程为毫米级，避雷设备来不及散热便遭受下一次雷击，易发生永久性短路故障，国际防雷专家研宄团队采用8／20）us冲击电流间隔35ms多次作用于氧化锌电阻片，研宄结果表明，在多次冲击电流的作用下，氧化锌电阻片失去了其良好的非线性特征，丧失了雷电的疏导能力，多重雷击导致接触网避雷器失效，继而造成线路跳闸。
1.2高架桥对接触网雷击的影响
我国地貌复杂，山岭、丘陵、河流众多，可以通过高架桥的方式跨越这些地形地貌，高架桥是高速铁路的重要组成部分，而当铁线路通过城市市区时，工业园或农作物区时，为了保留线路通过地段的空间减少土地的占用，通常也釆取修高架桥的方式。这就造成了无论在穿越复杂的野外地形环境还是繁华的城市地区都需要修建高架桥的原因，修高架桥的成本虽高于修路基，但路基需要大量维护，且曲率半径和线路坡度不容易达到较高的标准，其在髙铁运营长度中占有很大比重，且在发达的区域这一数字普遍比较高。通过相关数据发现，高架桥在线路长度上占有很重要的比例，高架桥抬高了接触网线路运行的高度，可达30m甚至更高，普遍可达高10-20m，接触网在高架桥上的运行高度相当于110kV线路，而接触网线路的绝缘水平并没有增强，和35kV输电线路相当，且由于接触网的正馈线结构，导致其受雷宽度大于高架桥，使地面对线路的屏蔽保护失效，大大增加了雷击导致绝缘子闪络的概率。
2电气化铁路接触网防雷技术措施
接触网直接关系到铁路运营的状态，铁路接触网防雷措施应用中综合多项案例中的经验，总结了几点应用建议，如下：
2.1明确铁路接触网防雷工作意见
将电力系统高压输电线路的雷电防护数据与铁路雷电防护科学研究成果结合起来，依据相关技术标准和要求，提出了接触网雷电防护技术方案“遵守经济技术实施差异化设防规则，以安装避雷线为主，重要区域装置避雷器”。实行增加避雷线作用的优化路线，在推行接触网下锚点、分段和分相用绝缘子上首先选择联合用绝缘子，防止雷击绝缘因损坏而产生的影响，最大程度地扩增接触网防雷优化试验区域。
2.2装设避雷线
避雷线的架设主要是为了降低接触网的累加跳闸概率，同时避免绝缘子出现损坏。对于多雷、强雷以及高雷的电气化线路，需要结合雷电防护的实际条件以及线路条件，基于避雷线的架设，一种是利用折角的方法进行计算，其避雷线增高肩架高度一般在柱顶之上的2.5m，这样的情况，能够增高肩架尺寸以及实际的重量，在支柱上固定困难，并且施工安装的难度较大，另外，对于支柱本身的稳定性还会带来一定的影响。另一种则是根据滚球法进行计算，避雷线本身的增高架高度需要在柱顶之上大约1m，这样对于支柱本身的稳定性影响偏小，很容易实施。避雷线架设之后，可以直接引导雷电向着避雷线放电，利用接地装置或者是杆塔，就可以将雷电流引入大地，这样也能够有效的保护接触网不会受到雷击灾害。针对正在建设或者是已经完全开通的线路，需要对接触网的防雷改造加以试验，这样就可以帮助避雷线提供改造方案。
2.3提高接触网的整体接地水平
对于铁路接触网来说，不仅要对其避雷装置进行合理的安装，还要保证其接地的正确性。接地系统的好坏直接决定了防雷措施的效果，设计、施工部门要确保防雷接地装置的等效电阻值满足要求，运营管理单位应定期检查维护防雷设施、定期测量接地电阻等参数，发现问题及时处理。每年雨季前对管内接地装置进行一次全面摇测，测量接地电阻不满足要求的增加或更换接地极。对隔离开关、避雷器、架空地线处的单独接地极进行整治处理，重新埋设接地极，部分处所装设石墨接地极，以保证接地良好。加强对接地的管控，防止接地电阻过多的问题产生，充分利用绝缘原料对其雷电事故进行有效的防护。
2.4选择好系统绝缘子
如今铁路接触网电路当中所采取的绝缘子料材质为合成硅橡胶解原子、玻璃体原子以及磁铁原子等，而考虑到其抗烧时性能，具备有一定技术优势的为合成绝缘子，而通过使用电弧稍适合成绝缘子，能够将硅橡胶材料直接的分解为气体，并且将气体喷发出来，从而使得电弧能够吹离开绝缘体。除此之外，直接的将硅橡胶材料一定程度上进行保护，也不会因为立即炸裂而影响到线路中铁路绝缘的恢复。除此之外，在合成绝缘子出现烧蚀现象之后，绝缘子也不会立即脱落，还具备有一定程度的绝缘功能，这样就不会使得重合闸不能够正常合并。而如果在接触环境当中使用此绝缘子出现不良现象之后，将会导致绝缘完全脱落，导致系统丧失其控制，不能够正常的使用重合闸，而失去接触电路所拥有的线路，虽然说相比于瓷级原子的原子具备有更好的抗烧蚀性能，但是因为合成绝缘子在安装时所出现的公平电弧会在一定程度上破坏线路，会导致绝缘子在出现烧蚀现象之后，硅橡胶材料的成分发生了一定的改变，在硅橡胶材料当中，某些成分受热之后分解并且挥发到空气当中，在材料表面留下一层薄膜，会导致绝缘子本身的抗污染性能以及增水性能严重的受到破坏，同时出现烧蚀的一部分，也可能会在之后的运行当中出现脱落或者是破裂现象。
3结束语
总而言之，随着铁路建设速度的进一步加快，接触网发挥的作用逐渐增大。在恶劣天气下，接触网很容易受到雷击，进而影响铁路的正常运行。针对这一情况，需要采取有效的措施来进行防雷处理，这样才可以做好雷击灾害的预防，确保铁路运行的安全性。
参考文献
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