第5卷第23期2015年8月技术探讨CONSTRUCTION电气化铁路接触网防雷技术研究曹国强中铁七局集团电务工程有限公司河南郑州450000摘要：我国电气化铁路横跨东西纵贯南北，所经地区地理气候千差万别，情况复杂，尤其是高速铁路采用高架桥形式，接触网成为小区域内的相对高点，使得其遭受雷害的几率大大增加，一旦遭受雷击则易造成绝缘闪络断裂、线路跳闸等事故，严重时会导致列车停运，对铁路运输造成巨大影响。因此，接触网的防雷是实现电气化铁路安全、稳定、不间断供电的一个重要环节。关键词：电气化铁路；接触网；防雷措施：C35文献标识码：A1导言由于接触网通常都处于露天状态，且分布范围极大，因而极易受到如气候等条件的影响，继而对设备的电气性能造成损害，最终影响到火车运行安全性与舒适性。因此，进一步提升电气化铁路接触网的施工水平及其技术，这对保障电气化铁路的平安运作，具有极为重大且现实的意义。以下，笔者就将其相关的施工技术展开阐述。2接触网概念接触网主要是电气化铁路牵引供电系统的供电设备。接触网的功能是对在铁路线上走行的动车组不断的提供电能。但是接触网跟一般的输电线路存在着很大的不同，接触网必须要求在铁路线路的正上方进行架设，只有这样动车组才能够通过顶部受电弓和接触网的接触才能获取电能。所以，电力动车组在行走的线路上都需要架设接触网。由于接触网设置在露天中，所以对接触网的要求非常高。3电气化铁路接触网遭受雷击的现状我国地理面积广阔，不同地区气象条件差异很大，依据雷电日的不同，分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区和超强雷区。从目前开通的电气化铁路运行情况看，对于雷击接触网线路，概括起来可以划分为三种情况：雷击接触网附近的地面，在接触网上引起感应过电压。雷击支柱，在支柱上产生冲击电压，同时在接触网上引起感应过电压。雷直击于接触网，在接触网上产生行波过电压。根据统计数据分析，部分线路雷击事故比较频繁。具体危害表现为：雷电造成接触网绝缘子闪络，引起牵引变电所跳闸；铁路隧道中，常出现雷电击穿水泥壁；接触网支柱被雷击损坏等。3.1雷击接触网附近地面当雷击点距接触网的距离S＞65m时，接触网上的感应过电压最大值可由式（1）计算[：50%闪络电压是衡量绝缘子耐雷水平的重要参数，即当绝缘子上的电压超过该值时即发生闪络。以盘式绝缘子和棒式绝缘子的50%闪络电压U50%为临界值，则接触网的耐雷水平为3.2雷击接触网支柱雷击接触网支柱也会引起绝缘子闪络。当雷击支柱时，雷电流通过支柱流入大地形成反击过电压，再加上接触网导线上产生感应过电压，将会产生很高的雷电过电压。雷击支柱时，支柱上产生的冲击电压为式中，L为等值电感；R为支柱冲击接地电阻，波头陡度雷击支柱时，雷云放电使得电磁场迅速变化，由电磁感应使得线路上产生感应电压，且其极性与雷电流相反。按照一般惯例，在防雷设计中，雷电流波形取斜角平顶波，波头长度2.6μs，其值按式（4）计算：式中，U2为感应电压；h为导线离地高度，m。接触网棒式绝缘子实际承受的电压为雷击产生的反击过电压与接触网上的感应过电压之和，即：由式（5）可看出，线路绝缘子串上的雷电过电压与陡度、电流、导线高度和支柱接地电阻有关。如果U大于或等于接触网棒式绝缘子串U50%雷电冲击放电电压时，支柱将对线路产生反击，线路的耐雷水平为3.3雷直击接触网如图1所示，雷击于A点。雷电流将沿接触网两侧流动，由于接触网很长，可认为分布在两侧的雷电流是对称的。假设雷电流幅值为I，根据雷电流的定义，若雷电通道的波阻抗为Z0，线路导线的波阻抗为Z，其等效电路如图2所示，按照彼德逊法则，则雷击点A的直击雷过电压为粗略估计时，可取Z=2Z0，对于架空线路，有关规程推荐雷击导线时，取线路波阻抗Z=400Ω，则雷击点过电压为技术探讨CONSTRUCTION第5卷第23期2015年8月4接触网防雷措施的特点接触网防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称之为耐雷水平；每百公里每年由雷击引起的跳闸次数称之为雷击跳闸率。线路的耐雷水平越高，线路绝缘发生闪络的机会就越小。电气化铁路牵引系统的绝缘、...