（大秦铁路股份有限公司大同西供电段 山西省大同市 037006）
摘要：接触网绝大部分裸漏在自然环境中，缺少防雷措施或措施不当，会引发雷击接触网造成绝缘部件损坏，影响电气化铁路的正常运行，造成严重的经济损失。探究进一步提高电气化铁路的防雷能力，保证接触网的可靠性显得尤为重要。因此，基于大秦线重载电气化铁路现有的防雷措施，结合实际的电气化铁路接触网施工、运营经验，探讨进一步改造重载电气化铁路防雷措施，增强防雷功能。
关键词：电气化；铁路；接触网；防雷
1重载电气化铁路接触网的一般防雷措施
目前，我国重载电气化铁路接触网在接地、防雷和过电压方面已形成较为成熟的一套设计和施工标准。既有重载电气化铁路的防雷措施主要在供电线、正馈线上网点处设避雷器，长度超过2000m的隧道两侧接触网和正馈线上设避雷器，绝缘关节和分相处设避雷器。新建电气化铁路在上述防雷措施的基础上增设避雷线防护。大秦重载电气化铁路接触网自2014年后对重雷区采取架设避雷线的措施，支柱柱顶架设安装避雷线，零散支柱设置接闪器，同时设置引下线与大地连接。实践证明，这些防雷措施目前已较为完善，为电气化铁路设备提供了常规的防雷保护。
2重载电气化铁路遭受雷击的危害
大秦线重载电气化铁路设备多位于沿海、高山和丘陵地区，沿线多铁矿石山，由于磁场原因，引雷、落雷几率大，且雷雨规模较大。根据统计，近年来，随着雷电云层高度的逐年下降，接触网设备遭雷击的几率大大增加，雷击造成的绝缘子击穿、线索损伤等故障频繁发生，引起设备烧伤烧损，占到各类故障总量的76%，对供电设备的正常运行和运输秩序产生了极大的影响。自2014年开始逐步对大秦线重雷区段进行接触网防雷改造230条公里，取得良好效果。在具体针对既有接触网防雷改造的操作中需要从既有设备状态着手，从防雷保护范围、防雷改造条件思考，研究如何降低雷电造成的损失，探索如何阻断雷电对设备造成损伤，将雷电造成损失降到最低，以期为重载电气化铁路的正常运营提供更多保障。值得重视的是，防雷设备保护范围小、接地装置不能将雷电流全部引入大地，电气设备本身之间的连接给雷电侵袭提供通道，是造成设备故障甚至烧损的主要因素。因此，就如何阻断强雷电入侵接触网电气设备，提出了以下几点防雷措施。
3增强重载电气化铁路接触网防雷能力的措施
电气化铁路接触网防雷电损伤设备技术优化方案按以下原则，从材料选择、数据调整、接地方式等多方面综合采取措施。（1）防止强雷电流通过接触支柱上既有设备侵入接触网。（2）防止接地电阻不达标，雷电流不能充分流向大地。（3）防止避雷线保护范围小，使接触网设备遭受直击雷损伤。（4）防止雷电流侵入牵引变电系统，造成所内设备烧损。
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图1加强线区段安装形式示意图（图中数据单位为mm）
3.1接触网防雷设计
进行接触网防雷设计时，充分结合周边地形地貌和当地气象条件，特别是历年的雷电活动统计数据，确认该地区雷电活动强度等级，选择重雷区装设避雷线。避雷线通过上跨建筑物或上跨电力线净空距离不够时，断开下锚；避雷线肩架安装困难时，改造现有的正馈线、加强线的安装形式以满足安装的要求；避雷线锚柱采用新立支柱；每200～250m避雷线通过引下线接接地极，接地电阻不大于10Ω，零散支柱及避雷线下锚支柱安装接闪器。提高相应的防雷设计标准。
3.2加强雷电流侵入既有接触网设备的防护能力
接地引下线沿支柱安装时，应确保避开腕臂上下底座、正馈线、加强线和保护线肩架，不应出现贴靠碰触情况。无法避开腕臂上下底座、正馈线、加强线和保护线肩架时，引下线采用绝缘导线，桥钢柱引下线采用绝缘导线。绝缘导线承载绞线为钢芯铝绞线，标称截面为95mm2；混凝土支柱上避雷线肩架无法避开既有设备时，避雷线采用绝缘安装，桥钢柱上避雷线采用绝缘安装，绝缘安装方式采用在避雷线肩架上加装U70BL（XWP2-70）型绝缘子进行安装；避雷线肩架主槽钢与抱箍之间加装垫铁后进行焊接（间距为100mm），安装后与既有设备肩架距离不小于20mm。加强避雷装置与既有设备的隔离措施，避免雷电流击伤接触网绝缘部件造成接触网跳闸故障，同时烧损接触网设备。
3.3接地装置优化方案
3.3.1接地极采用石墨型接地极，根据土质情况选择石墨块、石墨绳接地，石墨绳在山区优于其他接地方式，能保证接地电阻数值。
3.3.2避雷线在混凝土支柱上安装时，每根支柱设置引下线，引下线末端埋入地下不小于0.8m，每隔200～250m避雷线通过引下线接接地极，接地电阻不大于10Ω。避雷线在钢柱上安装时，每根钢柱设接地极，接地电阻不大于10Ω；当桥墩高度大于10米或接地极安装困难时，可每隔约250m设置一处接地，接地处采用双引线、双接地极，并在桥梁两端支柱处设置接地，接地处采用双引线双接地极。
3.3.3不宜安装避雷线的零散支柱及避雷线下锚支柱，因防雷保护失效须增设接闪器防护，并设置接地极，接地电阻不大于10Ω。
3.4增强避雷装置保护能力
（1）避雷线采用GJ-50（Zn-5%Al-REGJ1×19-9-1270-B）钢绞线，最大张力6.5KN；避雷线肩架、接闪器采用Q235A碳素钢材质，3级镀锌；支柱为φ400等径混凝土预应力支柱；支柱基础采用横卧板+底板形式；避雷线下锚拉线基础采用锚板式。
（2）避雷线对向下锚、终端、下锚处均新立砼柱（GQ60/11+3）作为避雷线锚柱。下锚处避雷线降低高度锚固，补强安装接闪器接闪器防护避雷线保护范围外的设备。零散支柱安装接闪器防护所在位置附近接触网设备。
（3）避雷线均采用柱顶安装方式
肩架高度2040-2240mm，安装后上底座抱箍距柱顶不小于100mm，避雷线距离柱顶以上不小于1m。保证正馈线、加强线及接触网在保护范围内。避雷线锚段长度按一般不超过2000m,特殊情况下不超过3000m。
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图2无加强线区段安装形式示意图（图中数据单位为mm）
3.5加强变电所雷电入侵防护能力
3.5.1牵引变电所与牵引网接口设备增强防雷措施
牵引变电所附近（1km以内）成排独立架设供电线支柱柱顶安装避雷线；牵引变电所出口处零散供电线支柱单独设接地极并最终引接至变电所接地网,接地极之间、接地极与接地网之间采用直埋方式的JT95连接。每根供电线支柱均设置接地极，接地电阻≤10Ω。
3.5.2悬挂保护线的支柱接地方式：
（1）混凝土支柱：接触网和供电线采用同支柱单绝缘方式架设，腕臂底座和供电线肩架等通过支柱上地线连至保护线，以实现接触网的工作接地。防雷采用架设避雷线或安装接闪器的方式，每棵支柱设置接地引下线，每200～250m通过引下线接接地极。
（2）钢柱：绝缘部件采用双重绝缘方式，保护线采用绝缘子支撑安装方式，绝缘元件通过保护跳线连至保护线，以实现接触网的工作接地；站场钢柱可采用架空地线上移至支柱顶部或单独设接闪器实现防雷接地，接闪器单独设置接地极，上移架空地线的每棵支柱通过钢柱本体接地，每200～250m设接地极，终端下锚处设单独接地。
3.5.3未悬挂保护线的支柱接地方式
（1）成排支柱：接触网支柱、独立供电线支柱采用单绝缘方式，通过架空地线实现工作接地及防雷接地，架空地线每200～250m设接地极，终端下锚处设单独接地。接地装置的接地电阻小于10Ω。
（2）零散支柱：单独设接地极实现工作接地，单独设置接闪器实现防雷接地，接地体的接地电阻小于10Ω。
4结语
总而言之，随着重载铁路技术的发展，接触网发挥的作用逐渐增大。在接触网实际运行环境下，结合既有电气化铁路的防雷现状采取有效的增强措施，制定可行的防雷改造方案。及时掌握新技术、新标准，提高雷击灾害的预防能力，确保电气化铁路设备运行安全。
参考文献
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