高速铁路牵引供电系统雷电防护措施探讨.docx

高速铁路牵引供电系统雷电防护措施探讨摘要：近年来随着我国铁路事业的繁荣高速铁路的规模越来越大对于高速铁路来说牵引供电系统的正常运行十分重要然而在牵引供电系统运行的过程中雷击问题成为引起供电系统故障的主要问题之一基于此本文首先阐述了当前高速铁路牵引供电系统雷电防护存在的问题并分析了高速铁路雷击导致绝缘子闪络的原因最后提出了加强高速铁路牵引供电系统雷电防护的措施。关键词：高速铁路；供电牵引系统；雷电防护；措施前言：对于在高速铁路上运行的列车来说其所面临的安全性及可靠性要求要更高这就要求牵引供电系统要能够正常的运行。如果牵引供电系统遭受到雷击那么对列车的供电就会被迫中断从而导致列车停运严重时甚至会导致列车事故发生造成人员伤亡。从结构上来看我国的高速铁路多为高架桥这也导致其遭受雷击的可能性增加进而导致供电系统发生各种各样的故障影响正常运行由此可见关于高速铁路牵引供电系统雷电防护措施的研究具有十分重要的现实意义。一、当前高速铁路牵引供电系统雷电防护存在的问题（一）对直击雷防护考虑不足从电压等级上来看牵引供电系统与电力系统中的35kV相当因此在设计接触网防雷时以35kV输电线路和普速铁路接触网的规范为参考依据在整个接触网防雷线中未进行避雷线的架设对于关键设备加设避雷器。高速铁路的结构主要以高架桥为主从对地高度上来看高架桥接触网与110kV架空线路是相等的由于缺乏避雷线的保护导致接触网很容易受到直击雷危害。从入侵途径上来看直击雷主要从三个地方侵入接触网第一是雷击承力索侵入之后腕臂绝缘子会发生闪络；第二是雷击正馈线侵入之后悬式绝缘子会发生闪络第三是雷击保护线两种绝缘子均有可能发生闪络现象。（二）对冲击接地电阻考虑不足与普速铁路相比高速铁路具备许多独特的特点比如列车牵引电流大、钢轨―地泄漏电阻大等以客运专线为例常速既有线路的要比钢轨电位低很多这样一来高速铁路沿线的维护工作人员在进行工作时极易发生触电同时绝缘的老化速度也非常快这些问题的存在导致高速铁路牵引供电系统的正常运行受到比较大的影响为了解决上述问题高速铁路采用了综合接地方式在进行综合接地时部分地段需要打接地极同时对于接地电阻有着严格的要求。然而在实际的高速铁路中当发生雷击时在雷电流的冲击之下泄流仅仅是在有限的部分发生进而导致接地电阻过高造成绝缘子出现闪络。（三）对不同地区雷电防护要求的差异性考虑不足不同的地区具有不同的雷电和土壤参数我国在建设高速铁路时跨度比较大线路比较长在一条高速铁路的沿线往往会具备多种雷电和土壤参数不同参数的雷电所具备的危害程度不同因此雷电防护设计要具备针对性。然而在实际的高速铁路雷电防护设计中并未充分的考虑到这种差异性导致最终设计完成的雷电防护措施不完善无法起到全面防护雷电的作用。二、高速铁路雷击导致绝缘子闪络的原因牵引供电系统遭受雷击之后会发生绝缘子闪络故障不过出现绝缘子闪络之后所造成的影响并不相同轻则引起跳闸重则引起绝缘子本体破坏当闪络出现跳闸时一般会自动重合进而恢复供电但是发生绝缘子本体破坏之后这种破坏就是永久性的。在牵引网中绝缘子有两种一种是棒式绝缘子比如腕臂绝缘子还有一种是悬式绝缘子包括正馈线的绝缘子和接触网下锚处的绝缘子。当承力索遭受雷击时会发生闪络的绝缘子为腕臂绝缘子和悬式绝缘子（位于接触网下锚处）；当正馈线遭受到雷击时会发生闪络的绝缘子为正馈线的悬式绝缘子；当发生反击时这两种类型的绝缘子都可能会发生闪络。一般来说当高速铁路遭受雷击时多是正馈线悬式绝缘子发生闪络而引起牵引供电系统跳闸腕臂绝缘子很少发生闪络绝缘子本体发生破坏的现象也比较少。之所以会这样是由两方面原因决定的第一从位置上来看接触网和承力索的外上方是正馈线由此发生雷击时正馈线首当其冲承力索和接触线遭受雷击的可能性比较小再加上其所具备的雷电感应过电压比较大因此正馈线绝缘子比较容易发生闪络；第二与悬式绝缘子相比棒式绝缘子承受雷电过电压的能力比较高不易发生闪络。三、高速铁路牵引供电系统雷电防护措施（一）雷击承力索和正馈线的防护从我国当前的高速铁路雷电防护来看在直击雷的防护方面还没有制定任何的措施为了有效的防止直击雷的危害就需要制定相应的防护措施在制定防护措施时以电力系统110kV线路的防雷措施为参考依据一般来说主要的防护措施有采用专用避雷线、提升保护线和回流线等目前很多高速铁路线路都已经进行了相应的改造已经取得了一定的效果比如哈大线部分区段在进行改造时选择了架设专用避雷线的方式；海南东环线在进行改造时将回流线的高度升高用此来兼做避雷线。（二）雷击保护线或避雷线后的过电压保护保护线升高之后对承力索和正馈线起到了一定