重载铁路工程中接触网的雷电风险与防雷方法

铁路牵引供电接触网直击雷防护分析摘要：随着我国铁路事业的迅速发展，人们对铁路运输的依赖性日益增强，对其安全性能的要求也越来越高。

铁路是一种以牵引动力的现代交通运输方式，在其设备的维修中，牵引供电系统的正常运转起到了至关重要的作用，一旦遭到雷击，将会造成很大的损失，因此，雷击是造成牵引供电系统故障的一个重要因素。

针对这一问题，本文对铁路牵引供电接触网防雷技术作了较深入的讨论。

关键词：铁路；牵引供电；接触网；防雷措施引言有关资料表明，在铁路运行过程中，接触网被雷击伤的概率很高，已成为不可忽视的问题。

如京沪高速铁路北京至上海段，由于接触网遭雷击，导致列车停运2小时，给铁路企业带来了巨大的经济损失。

因此，为了保障铁路的安全运行，有必要对接触网直接雷电防护技术进行改进。

1.防雷技术1.1.架设避雷线架设避雷线，可以形成扇形屏蔽区域，达到规避直击雷的目标。

与传统技术相比，该技术可以改善雷电感应过电压的参数值，有助于强化防雷效果。

根据现有工程项目经验，避雷线通常安装在塔杆顶部位置，设定保护角20°~30°，与横腕臂相距1.7m，与地线连接。

上述结构可确保雷击后的电压快速泄漏至大地，达到保障安全的目的。

1.2.设置避雷器目前，在高速铁路上常见的避雷器为无间隙氧化锌避雷器，在正常工况下流过壁垒的电流量几乎可以忽略不计。

但是在雷击发生后，因为避雷器具有非线性特性，瞬间通过避雷器的电流量可能达到数千安培，此时避雷器为导通状态，可以短时间内释放电压能量，最终降低雷击的伤害。

2.铁路牵引供电接触网直击雷防护措施2.1.案例概述某铁路供电段共设置6个变电所以及33个供电单元，根据2018－2020年的相关数据统计显示，近几年雷击跳闸次数明显增加，结合当地气象信息等资料展开进一步分析后发现，当地铁路牵引供电接触网雷击现象与恶劣气候数量呈正比例关系，因此，可认为雷雨等恶劣天气与雷击跳闸之间存在相关性。

2.2.防雷措施2.2.1.设置避雷器与避雷针设置避雷器与避雷针是案例项目的主要防雷措施。

铁路牵引供电接触网雷电防护措施探讨摘要：随着我国铁路行业的飞速发展，人们的生活越来越离不开高速的铁路运输方式，同时对其安全性提出了较高的要求。

电气化铁路是以电能为牵引动力作为一种现代化交通运输工具，在其设备维护过程中，牵引供电系统是否正常运行十分重要，如果被雷击中损失巨大，所以雷击是引起牵引供电系统故障的主要原因之一。

对此，本文就对铁路牵引供电接触网雷电防护措施进行深入探讨。

关键词：铁路；牵引；供电；雷电一直以来，我国在铁路牵引供电系统防雷技术方面的研究力度和强度都没有停止过。

这主要是由于铁路牵引供电系统防雷技术对于铁路安全和发展具有重要影响。

有学者对铁路牵引供电系统在缺乏避雷线的情况下展开了研究，研究结果表明，此种情况下，雷电特性主要表现为雷击次数翻倍增长，与此同时，在高架桥平均高度达到一定数值后，感应电压会非常小，进而引发铁路安全事故。

然而，近年来，随着我国铁路建设规模的不断扩大，也伴随高架桥高度的不断增高，感应雷以及直击雷所引发的绝缘闪络次数也呈现出快速增长的趋势。

因此，铁路牵引供电系统防雷技术研究力度和强度还应不断加强。

1、铁路牵引供电系统防雷体系相关理论概述1.1防雷体系概念铁路牵引供电设备主要包括变电设备、接触网设备以及远动系统设备。

其中，变电设备主要包括变电所、开闭所以及分区所三种。

铁路牵引供电设备的作用是确保不间断行车可靠性供电，也就是说，铁路牵引供电能力只有在与线路运输能力相匹配时，方能满足列车密度、运行速度以及重量的具体要求。

现阶段，尽管我国变电所的防雷技术已经相对比较完善，但在安装避雷装置方面，却仅在一些关键部位进行了安装，如隧道口两端以及线路变电所的入口等。

铁路一般常用高架桥的方式跨越谷地或者河流。

而高架桥上的接触网支柱却均是通过桥墩内部的钢筋结构接地等，也就是说，在此种情况下，接地电阻存在一定的不合格，进而出现绝缘闪络。

由此可见，避雷设施还应安装在高架桥的两端。

1.2防雷体系的重要性铁路牵引供电系统一旦被雷击中，不仅会中断列车供电，还会影响列车的正常运行，更会导致列车安全事故的发生，严重者将会导致人员伤亡和经济损失。

高速铁路接触网防雷措施及建议摘要：我们国家的高速铁路“横跨东西、纵贯南北”，所经过区域的地理环境完全不同，情况繁琐多变，特别是高速铁路大都运用高架桥的模式，接触网变成了较小范围内的相对高点，致使其遭遇雷电灾害的可能性非常之大，若遭受雷电灾害便会导致线路跳闸、绝缘闪络断裂等其它恶性的事故，更为严重的还会造成列车的停止，对于高速铁路的运输产生了非常大的消极影响。

所以，接触网防雷措施的运用是达到高速铁路平稳、安全以及持续供电的主要环节。

关键词：高速铁路；接触网；防雷措施接触网是牵引供电系统的重要组成成分，在当前的建设中，接触网大部分处于裸露状态且后备能力较弱。

高速铁路接触网的防护措施缺乏或效用较低，都将会直接导致绝缘子的损坏，可能会导致跳闸情况发生。

其不仅不利于铁道运营，对系统内的相关电气设备造成损坏，严重的还会对相关人员的安全造成威胁。

所以加强接触网防雷技术的研究是十分必要的。

1 雷电对接触网造成的危害在所有的自然灾害当中，雷电属于较为严重的一种，它不但可以导致森林火灾、对建筑造成破坏还可以危及人畜的生命安全等。

据有关统计，由于雷电而导致的各方面的直接性经济损失高达10亿左右，而间接性的经济损失也不在少数。

另外，在导致电网安全的原因当中，雷击也是其中一种，有关资料表明，在一些发达国家所出现的电力安全问题当中大约有三分之一以上都是由于雷电而导致的，这主要是由于通常情况下接触网都是处于外界且大都没有采用相应的防护措施。

假如没有对接触网进行有效的防护，非常容易损坏绝缘子而导致出现线路跳闸的情况，从而在一定程度上影响了高速铁路的正常运行。

2 我国接触网当前的防雷设计在当前，高速公路建设地理区域跨度较宽，且不具备完善的备用系统，在受到雷击之后往往会出现难以恢复的故障，影响供电区段的正常运行。

根据相关部门规定，只有处于强雷地区的接触网才能进行避雷线的设置。

但是高速铁路接触网大多处于多雷地带，容易受到雷击伤害。

为最大程度的保证接触网的安全稳定运行，就应当加强接触网的防雷技术的研究与设计，而实际设计工作应当根据相关规范文件中的铁路电力牵引作为参考条件。

铁路牵引供电接触网避雷线雷电防护分析摘要：近些年来，我国进入了现代化社会经济快速发展的新时期，随着铁路行业的发展，人们的出行方式随着我国铁路事业的发展出现了相应的变化。

铁路的时效性与牵引供电的可靠性直接相关，只有牵引供电系统的稳定运行，才能够降低铁路接触网停电故障的发生。

铁路运行中雷电对接触网停电影响的发生较为常见，需要铁路牵引供电系统加强防护，降低雷雨天气对接触网停电事故的发生概率，本文对接触网雷电防护中避雷线的使用优化措施进行了探讨。

关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；雷电；防护前言：我国铁路行业的发展中，铁路牵引供电防雷技术对铁路的安全发展起着关键的作用，铁路行业工作人员始终保持对牵引供电系统防雷技术的研究和探索。

雷击安全事故好发于铁路运行中，当铁路牵引供电系统中接触网缺少避雷线的情况下，雷击次数呈现出翻倍增长的趋势，接触网支柱在雷雨天气容易形成尖端放电，从而引发感应电压造成铁路停电事故的发生，需要加强对接触网防雷的研究和应用。

一、接触网受到雷击方式的分析和计算以近些年来接触网遭受雷击分析和计算结果为根据，当接触网所在地区的年平均雷电日较多时，那么接触网被雷击的频率也相对较大。

高架桥上接触网的侧面限界为大限界，最新铁路验收标准中最小限界不小于3.1m,，以接触线导高6m，结构高度1.4m，承力索与轨面的距离H为7.4m。

单线铁路接触网遭受雷击次数为：N=0.122xTdx1.3，复线铁路接触网遭受雷击次数为：N=0.244xTdx1.3，在公式中为年平均雷电日数。

当接触网遭受雷击时，接触网形成过电压，电流沿着接触网支柱或接地引下线引入大地。

过电压值和多项参数相关，其中包括支柱的本身电阻、接地极接地电阻、引下线材质、雷电流幅值等，关系呈非线性正比。

另外，冲击过电压与感应电压之间相互叠加，当接地电阻升高时，叠加值也就相对越大，从而引起击穿或闪络的雷电流幅值跟随接地电阻增大而增加，绝缘子击穿或闪络概率也随之发生变化，因此接触网的接地需要采用小电阻方式进行接地，接地电阻应严格按照最新牵引供电验收标准执行。

重载电气化铁路接触网防雷改造措施及建议发表时间：2020-08-12T10:01:07.227Z 来源：《电力设备》2020年第10期作者：陈雷[导读] 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。

（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。

关于接触网防雷技术分析与对策摘要：雷击对电气化铁路会造成严重危害，会造成接触网设备的绝缘损坏、支架断裂等故障、引发接触网供电中断。

本文针对铁路接触网常见的雷击故障进行分析研究，找出易发生故障的环节，并提出接触网防雷技术措施，对电气化铁路的防雷性能提升具有一定的指导意义。

关键词：电气化铁路；接触网；防雷；技术前言随着高铁网络的全面建设，电气铁路在我国交通运输系统中的作用越来越重要，铁路接触网是电气化铁路的重要组成部分，是电气铁路线上架设的输电线路，为高铁列车提供电力输送。

铁路接触网和一般的输电线路有很大的不同，接触网必须假设在铁路线路的正上方，电力机车通过车顶的电弓与接触网相连接来获取提供动能的电力。

由于接触网都为露天安装，所以其可靠性要求非常高，接触网一旦停电，或列车电弓与接触网接触不良，对列车的供电会产生很大影响，甚至引发安全事故。

接触网设备周边环境的变化和极端恶劣天气对接触网影响较大，特别是由于雷击引发的接触网跳闸故障给电气化铁路的安全运行带来非常大的影响，因此，防治雷击引发接触网设备跳闸成为电气化铁路发展的重要技术。

1 铁路接触网雷击故障分析雷电通常以雷云之间放电、和雷云对大地放电两种形式存在，雷云之间的放电虽然很强烈，但一般不影响大地上的建筑物和设备。

雷云对大地放电会对地上的建筑、设备、树木造成极大的破坏。

接触网雷击主要有直击雷、感应雷和雷电入侵波三种。

直击雷指雷云直接对接触网供电设备放电，强大的放电电流会产生热效应和机械效应，直接将设备击毁；感应雷指雷云通过静电感应或电磁感应在接触网附近的支撑装置、接触悬挂、附加导线上产生感应电势差，过电压会导致绝缘子闪络，电气绝缘击穿，甚至引起火灾和爆炸，造成设备的严重损伤；在附近发生雷击时，会产生雷电波，会沿着附近的线路入侵建筑物或变电所，同样会引发接触网故障。

据统计，由于雷击产生的电气化铁路接触网跳闸故障高达 30%到 60%，高速铁路的比例会更高。

摘要：重载铁路以其速度快、效率高、价格低、牵引力大、无污染、能耗少等优点逐渐成为铁路运输的发展方向。

接触网作为重载铁路工程中极其重要的组成部分，大多数暴露在外部环境下，往往会遭到雷电等自然环境的影响。

文章对重载铁路工程中接触网的雷电风险和防雷方法结合实际进行了分析，提出了防雷的相关建议。

关键词：重载铁路工程；接触网；雷电风险；防雷方法；铁路运输文献标识码：a 中图分类号：u225 文章编号：1009-2374（2016）22-0100-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.049随着经济发展和铁路建设的完善，重载铁路接触网在铁路运输中的作用越来越重要，铁路接触网的安全性能作为运输系统中的重要问题也逐渐被有关部门重视起来。

我国重载铁路正线达到3.2万公里，居世界第二位。

根据相关规划显示，到2020年我国总运行铁路将达到12万公里以上，其中重载铁路比重将占60%左右。

那么确保重载铁路的安全稳定，也保障了重载铁路运输的重要环节。

1 重载铁路接触网的雷电风险重载铁路工程的牵引供电系统中的供电设备就是接触网。

接触网可以为移动中的动车提供电力。

不同于一般输送电线路系统，接触网必须架设于铁轨正上方。

因此，动车组在行进路线上都要架设接触网，这样动车组才能通过顶部受电弓与接触网接触获取电能。

接触网露天设置，又非常容易受到恶劣天气的影响，动车组运行期间不断改变工作状态，因此对接触网的要求非常高。

雷电是一种严重的自然灾害，会引发许多严重的后果，我国每年高达10亿元左右的经济损失都是因为缺少防护雷电灾害的措施。

接触网损失最大的因素之一就是雷电灾害。

根据数据显示，在发达国家接触网发生事故60%左右是由于雷电灾害引起的。

我国在1999～2000年间40%～70%的接触网事故是由雷电引起的。

产生雷击时，接触网上产生过大电压，超过线路绝缘水平，使接触网跳闸，严重时还会使接触网断线。

接触网遭到雷电袭击的主要现象有：接触网附近的地面遭到雷击，使接触网上产生感应过电压；支柱遭到雷击，使支柱产生冲击电压，从而引起接触网产生感应过电压；接触网直接遭到雷击，破坏接触网。

铁路牵引供电接触网雷电防护措施分析摘要：近年来，我国开展了一系列的技术改良研究，我国的铁路行业飞速发展，人们的交通出行也越来越多的搭乘动车、高铁、轻轨等铁路运输工具，同时对于铁路的安全性提出了更高的要求，而铁路牵引供电系统的运作更是对铁路的安全性有着直接的影响。

雷击事件是干扰铁路运行的常见安全事故，因此，加强铁路牵引供电接触网的防护措施，对于预防此类事故的发生，有着重要的意义和探索价值。

关键词：铁路；牵引供电接触网；雷电防护在我国经济良性发展的带动下，人民的物质生活的得到了显著提高，外出旅游、长途走访亲戚等等，在节假日是屡见不鲜，因此，人们对于交通运输工具的需要越来越多，铁路因便捷、价优、班次多等优势，成为了大众出行的首选交通工具。

在这样的情况下，铁路运行的安全性和稳定性，就是相关人员首要关注的工作。

牵引供电系统接触网的雷电防护性能直接影响着铁路的运行安全、运输秩序以及旅客的出行体验，如何去做好高速铁路牵引供电接触网的日常运营维护工作，防御主要故障之一的雷击事故，是当前急需重视并解决的问题。

1 铁路牵引供电接触网防雷体系1.1 现有雷电防护的要求安全意识应该永远放在第一位，为了铁路系统的更好运营，铁路牵引供电系统的设计应该严格按照国家标准来制定，在《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009-2005）第 5.3.1 条规定中明确指出：应根据雷电日及运营经验，按下列原则对接触网进行大气过电压保护：（1）吸流变压器的原边应设避雷装置。

（2）在高雷区及强雷区，下列重点位置应设避雷器：分相及站场端部绝缘锚段关节；长度 2 000 m 及以上隧道的两端；较长的供电线或 AF 线连接到接触网上的接线处。

（3）强雷区应架设独立的避雷线，其接地电阻应符合相关规定。

1.2 铁路供电牵引网设计原则为了避免雷电天气对铁路正常运行的干扰，将安全隐患防范于未然，铁路牵引供电接触网的雷电防护措施是非常重要的，牵引供电接触网的计算标准，应该按照国外牵引供电接触网受到的雷击方式来分析和计算，大致分析方式如下：当接触网所处的地区在一年内的平均雷电日较多，那么相对来说，所遭受雷击的频度也就更大，通常来说，每一平方公里的大地一年所遭受雷击的次数，是随着年平均雷电日数目的增加而增加的。

浅谈铁路接触网雷害特征分析与防护措施摘要：近年来，我国开展了一系列的技术改良研究，我国的铁路行业飞速发展，人们的交通出行也越来越多的搭乘动车、高铁、轻轨等铁路运输工具，同时对于铁路的安全性提出了更高的要求，而铁路接触网雷害更是对铁路的安全性有着直接的影响。

关键词：铁路接触网；雷害；特征分；防护措施1、供电设备雷害机理及其影响1.1雷害基本机理雷电的产生受到天气现象、地形地貌、地质等许多大自然因素的影响，其活动效应也因地域的不同而千变万化。

供电线路雷击导致的跳闸有两种类型：第一是雷直接击中线路，又称直击雷过电压；第二是雷击线路周围地面，因电磁感应导致的，又称为感应雷过电压。

触及网F线或T线受到雷击时的耐雷程度比4kA 低，且大于90%的雷击均会引起接触网绝缘闪络。

F线悬挂一般高于T线，F线便对T线形成了一种负保护角屏蔽效应，因此F线的雷击率要远远大于T线。

F线被雷击而产生绝缘闪络后，钢支柱的上部电位升高，T线绝缘子的电位压力值之差高于绝缘耐受压力程度，其绝缘子也将发生闪络。

引起F线和T线绝缘同时发生闪络的最低雷电流幅值会因地面土壤电阻率的增大而减小。

1.2雷害跳闸闪络放电部位分析对雷击跳闸闪络放电设备的部位进行分类，放电部位主要是F线、平腕双臂、斜腕双臂、对象下锚、避雷针等。

该统计结果囊括了普速铁路和高速铁路接触网设备的特点，高速铁路供电的方式与普速铁路相比，F线的总量虽少，但F线部位跳闸的总次数达到了29%。

1.3雷害跳闸的影响分析雷害影响供电设备的特点主要与牵引变电防护设备的自动跳闸有关。

雷雨天气引起的绝缘部件沿面放电一般都能通过变电所保护而完成，且不影响停电时间。

在出现直击雷等严重情形下，接触网结构也会因绝缘部件机械性能失调而遭受破坏，或者引发电气绝缘性能降低而导致停电。

通过分析近几年的供电设备跳闸数据信息，因雷雨原因导致跳闸是影响铁路正常运输秩序频率增多、投入人员出动添乘上线确认故障的最主要因素。