1导言

高速铁路牵引供电系统作为我国高速铁路的重要核心组成部分，其主要作用就是为了给列出提供电能，保证列车在行驶的过程中不出现断电了情况，保证列车行驶的速度及对重量的要求。目前，我国的铁路牵引供电系统在防雷方面的技术已经取得了一定的成果，但是还存在部分问题，因此，为了保证牵引供电的稳定性，必须对供电系统进行有效的防雷保护，避免雷击对牵引供电系统造成的断电等不利影响。

2雷击的危害性

雷雨天气导致高铁被雷击中的影响因素构成复杂，地质条件、地形问题和周围的环境均可诱发雷击。不同的环境条件也会形成不同的雷电频率和强度，这跟特殊的自然环境有关，供电线路会因为闪电发生跳闸断电，影响列车运行。其主要表现形式如下：相关的线路受到雷击影响产生反应，也被称为过电压；线路周围的地面受到雷击，这种情况也被称为感应雷过电压，通常是因为电磁感应而发生。线路被雷击时，如果雷击直接击中供电线路，绝缘设施可抵消部分危害，但因受到雷击过电压的影响，绝缘效果会随之下降。总之，雷电破坏对铁路信号设备的影响较大，因此针对铁路牵引供电系统应用防雷技术势在必行。铁路部门应积极排查自身防雷设施方面的不足，加强对防雷设备的安装和管控，健全铁路系统防雷管理制度，细化雷电防护安全责任，落实到人，建立应对雷电事故发生的应急处置方案，减少雷电对铁路牵引供电系统造成的危害，将雷电对铁路的正常运营的负面影响降低到最低。

3牵引供电系统防雷技术概述

防雷技术是指铁路正常运行的常见雷击事故，因供电系统遭受雷击造成间接经济损失，从而在铁路牵引供电系统中需要加强防雷体系。在铁路牵引供电系统中，主要有三方面构成，包括变电设备、接触网设备及运动系统设备，构成中变电设备的主要组成部分又包括变电所、开闭所及区分所。铁路的牵引供电系统的主要作用就是为了给列出提供电能，保证列车在行驶的过程中不出现断电了情况，保证列车行驶的速度及对重量的要求。目前，我国的铁路牵引供电系统在防雷方面的技术已经取得了一定的成果，但是在安装避雷装置方面还存在缺陷，只在关键部位进行了避雷装置的安装，如隧道两端或者变压所入口处，而铁路在建设时一般都会依靠高架等方式来进行跨越河流，在高架施工时接触网的支柱又是依靠桥墩的钢筋混凝土结构，也就是说，在当前情况下，接地的电阻存在一定的不合格现象，从而导致绝缘体闪烁。由此可以看出，避雷装置也应当安置于高架桥两端。

现阶段铁路牵引供电系统存在的问题

2.1电阻问题

高速铁路是铁路运输的重要形式，与普通铁路运输相比具有显著优势。但长期运行的线路绝缘老化率相对较高，高速铁路运营维护人员在日常工作中更容易发生触电的情况，对高速铁路牵引系统的日常运行产生了重大影响。在这种情况下，运营维护对接地电阻的要求不断提高，所以现代高速铁路普遍采用了综合接地系统，以保证铁路运营的人身和设备安全。

2.2避雷防护方面欠缺考虑

从当前的供电系统来看，变电所以及牵引网是构成我国铁路牵引供电系统的主要组成部分，这两项供电设备在防雷技术上面已经取得了一定的成绩，但是在牵引网中对于直击雷的防护措施还需要进一步进行研究。在牵引网的设计过程中，并没有对避雷针与接触网防雷线的链接上进行考虑，导致避雷针在整个防雷过程中没有起到应有的作用，对防止击雷的效果不是很理想。另外，在变电所的设计中虽然对防雷击进行了设置，但是只是在几处关键的地方设置了避雷针，并不能全面的对直击雷进行防护。

2.3高发位置明显

通常情况下，最容易受到雷击影响的位置有3种：承力索、正馈线和保护线。前两种是带各种形式绝缘子的绝缘安装，保护线一般为非绝缘安装。正馈线和承力索被直击雷击中后，绝缘子的承受力会持续降低，因此，大多数直击雷可引起闪络现象。在正常情况下，当正馈线比承力索高时，正馈线会形成一个保护角，遭受雷击时正馈线很容易被击中。正馈线被雷击中后，若正馈线绝缘子被击穿，会在一定程度上增加钢柱上的电位，而承力索与钢柱之间的电位差将超过标准负荷，从而导致承力索绝缘子发生闪络现象。

2.4不同雷电防护方面有所欠缺

我国国土面积广阔，在地势方面有着不同的地理特征，这在很大程度上使得我国在铁路建设方面面临许多问题，同时也给牵引供电系统在防雷设计造成了困难。首先，在对防雷系统的设置上要根据不同的地域特征，结合当地的气候及其雷电指数进行一定的设置，然后根据特有的气候来进行有针对性的防雷系统设计。除此之外，在发生雷电事件时，防雷系统能够进行自我调整和处理，当系统无法处理时则将处理权限交予专人进行操作。但是目前的防雷系统的设计在这方面还没有充分考虑，从而使得在整个防护过程中没有对雷击事件的发生进行有效的防护

3铁路牵引供电系统防雷技术措施分析

3.1保护绝缘子永久性破坏的方法

在铁路运输中一旦发生雷击事件，就会导致绝缘子出现永久性毁损，产生这一现象的原因是由于绝缘子在受到雷击时会不断出现闪烁的现象，绝缘子中的工频会逐一被烧毁，最终导致绝缘子彻底被烧毁。所以，在铁路牵引供电系统中如何解决绝缘子永久性烧毁的问题就显得尤为重要。一般来说，在牵引供电系统中对于绝缘子的保护经常采用的方法就是在水平绝缘子和悬式绝缘子的两端设置保护间隔，一旦绝缘子遭受雷击而出现闪烁的现象，系统将自动对工频电弧进行有效的疏导，从而使得绝缘子受到一定的保护。但是这种保护方式存在弊端，也就是在发生雷击事故时会发生跳闸现象，一旦跳闸就会引起整个供电系统失效，从而导致列车出现不安全的问题。

3.2合理选择安装方式

在为接触网设计避雷防护时，需要注意以下几点：对于区间接触网，在接触网的顶部安装单独的避雷线，有效降低雷电击中接触网概率；降低电阻可以有效地降低闪络发生的可能性。即使受到雷击的影响，牵引供电接触网防雷措施也会大大降低对设备的影响，所以在防雷保护时应采取有效的降阻措施；在接触网支柱上架设避雷设备。避雷器和其他设施都须在距离接地柱15m以上的地方放置。在特殊部位可以安装独立的避雷器，设置独立的接地电极或接地系统，降低被雷击中的概率，提高安全性能；接触网雷电防护的设计人员须查阅接触网所在区域的雷暴情况。根据雷击强度和闪络次数统计雷电防御措施的可靠性，再加上经济和技术的比较分析，进行综合考虑，不断提高雷电防御措施的可行性，完善相关技术。

3.3提高变电所的防雷效果

在牵引供电系统中，对于变电所的防护要采取独立的防雷设施，通过避雷针等避雷措施将直击雷引入到大地。避雷针能够有效地对范围内的所有设备进行保护，在将直击雷引入地下前要保证在接地方面有着良好的接地性，并与地网保持一定的距离，避免出现反击事件。在变电所进电的位置也可以设置一些较小的避雷线，以保证在遭受直击雷的情况下，能够通过避雷针来阻止雷电波进入，避免变压器遭受损害。在馈线出线的一端要设置符合规定的抗雷线圈，利用抗雷线圈与避雷器相互配合，以此来对雷电波的入侵进行有效的抵制。在变电所附近还可以设置避雷器，将其设置在靠近变电所的位置，防止远距离的雷电电波顺着线道来产生入侵，以便起到对变电所的保护。此外，雷电波可能通过变压器将电压传送到低压绕组，从而导致变压器出现毁损，因此，需在低压绕组附近设置避雷器，保护变压所受到电压过高的损害。

3.4应用接地技术

应用接地技术能够使防雷系统中的瞬时高强度电流释放到大地，可有效防止雷电冲击波对屏蔽保护的铁路信号设备产生损毁。通过对雷电能量的及时释放，实现上线同下线电位差值的平衡，规避了电位差现象的出现。利用接地技术建立铁路牵引供电系统防雷系统的基本组成是防雷接地系统，并以接地系统的规范性作为基本的施工验收准则。一个套优良的信号设备防雷系统必须具备了优良、完善的接地系统。

3.5采取差异化技术

在制定接触网防雷措施时，可以使用差异化技术：客运专线或客货专线应制定针对性措施，根据实际条件线路和速度来选择符合情况的措施；雷区的数据分析不能仅仅只依靠日常的雷电数量进行总结，还要根据闪络情况进行分析，确保雷电防护能够适应该地区的实际运行情况。

3.6分流保护技术

分流保护技术的原理是若列电在设备线路中产生过电压，并流经不同导体到达电子设施的过程中，通过分流保护技术实现电阻值的同时瞬时减少，形成线路短路，雷电瞬时超大电流由于避雷设备短路而导流释放到大地。分流保护器是分流保护技术的应用载体，利用分流保护器与铁路系统外界电源线路等导体线路形成并联结构。虽然经过分流保护处理的雷电电流，仍有少量分流进入到被保护的设备中，并对设备产生一定的消极影响，但通过多级分流保护技术实现科学分流，仍可实现对设备的科学防护。通常应对保护设备至少建立三个层级的分流保护。

结束语

总之，铁路牵引供电系统受雷电的影响较大，技术局限性较明显。为提升铁路运行安全性与稳定性，应加强防雷措施，提高防雷水平，及时更新技术并加强工程技术把关，保证铁路安全运行，改善铁路防雷效果，为高速列车稳定运行提供良好的保障。

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