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摘 要针对电气化铁道接触网防雷现状存在的技术问题,提出专向研究与改造,为加强接触网的防雷水平,降低电气事故发生的概率,提供了技术支撑和设备选择上的意见建议.
关 键 词电气化铁道；接触网；防雷
中图分类号TM92文献标识码A文章编号1674-6708（2012）81-0137-02
接触网是架设在电气化铁道沿线上为电力机车提供特殊供电形式的输电线路,完成牵引变电所降压电流的传输过程,电力机车直接从接触网上获取电流,进行第二次降压整流为直流电,驱动电动机车的机带轮轴旋转,完成牵引行进.接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础组成.由于接触网绝大部分暴露在空气中,受到恶劣自然环境的影响程度大,特别是接触网外绝缘水平低,受到雷击侵害,产生感应雷击过电压或直击雷击过电压,雷击过电压超出接触网绝缘标准,则容易造成绝缘闪格、线路跳闸断裂事故,影响正常的铁路运输.因而加强电气化铁道接触网防电现状分析,提升接触网防雷水平显得异常必要.
1接触网防雷现状分析
目前国内电气化铁道接触网防雷设备和技术存在一定的缺陷,接触网防雷发展的过程中暴露了各种问题.
1）国内部分铁道沿线未按照标准要求架设避雷装置,人迹稀少的地区未修建专门的应急维修基站；
2）避雷装置设置的密度不合理,一般集中在内部均有避雷器的站场和分相的关节处,如变电所、分所区、AT所等,重复设置容易造成资源浪费,无形中造成关节处接触网错综复杂的结构,增加安装检修的难度；
3）接触网在实际应用中耗损和能损程度大,部分线路未采取防腐承力索,造成雷电冲击耐受电压低,影响防雷效果；
4）避雷装置未按时检修,工作人员的监控力度差,对失效的备件未能及时更换,造成接触网电源短路,造成电气事故.
2接触网防雷研究
国内开设的电气化铁道线路长达26万km,接触网雷击事故发生频率高,每年造成的经济损失不计其数,各部门必须遵循安全运输、综合防护原则,重视对接触网防雷设计的深入研究.
2.1接触网雷击电压分析研究
由于电气化铁道沿线的雷云放电,对接触网附近地面、支柱、网线都造成不同程度的影响.造成接触网绝缘闪格的因素有雷击点与线路距离、接触网线路上的棒式绝缘子的绝缘水平.一般而言,提高棒式绝缘子的冲击绝缘水平,合理架构基础网的支柱结构,便能切实提高接触网防雷性能.
2.2接触网避雷器分析研究
当前国内接触网线路采用的避雷器主要有角隙避雷器、氧化锌避雷器、管型避雷器、碳化硅阀形避雷器.但是每一种避雷器都存在自身的缺陷.如结构简单、调整方便的角隙避雷器,角隙上不能有任何异物,否则将导致间隙放电,烧损角隙.并且遇到异常天气,角隙避雷器的绝缘性能下降,无法抵御雷电冲击力.目前在我国铁道沿线使用频率范围最广的避雷器是氧化锌避雷器,但是它本身存在易损耗、使用寿命短的缺点.因而避雷器的使用需要根据具体地区情况,按照设计规范,进行合理地装置.
通过雷电放电电压及投入使用的避雷器的分析研究,为进一步提高接触网防雷水平提供数据来源,降低内外因素对接触网防雷设备技术的影响程度.
3接触网防雷措施的改造
国内电气化铁道接触网的防雷措施不到位、防雷技术设备不完善,都值得纳入接触网防雷改造工程的思考范畴之中.
3.1革除落后的避雷器检测技术,采用先进高效的避雷器
根据雷电日数量可将国内地区划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区四个不同的等级区域.接触网防雷设计改造应当结合具体地区的雷电日数量级《铁路防电、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》完善避雷器装置,架设架空避雷线.
1）吸流变压器延边区域架设避雷装置防止雷电直击线路,高雷区按照规定的长度（≥2000m）的隧道两端、相应的分相和站场端部的绝缘关节处、AF线与接触网的连接处等安装避雷装置；
2）强雷区应当独立设置避雷线,保护角控制在0°～45°的范围内.
针对所使用的避雷装置,做到及时有效的检测监控,有效地监督避雷装置在运行过程中出现老化磨损,从而影响避雷装置的实际使用效果.推广使用避雷器在线检测器,通过对避雷器放电次数和泄露电流值,掌控避雷器的运行情况.提升避雷器的使用性能,避免落后的监控技术带来的消极影响.
3.2建立完善的避雷装置失效脱离装置系统,保证供电系统的及时恢复
由于铁道线路长,避雷装置的数量多,且呈现整体分散的形式,因而造成人工操作抢修任务量大,工作的危险系数高,因而能否改革传统的人工抢修恢复的工作模式,需要进一步建立避雷装置失效脱离装置系统.它可以有效地分离故障避雷装置与防护网线路,避免失效的避雷装置影响到正常线路的供电恢复.
3.3合理设置保护线及架空地线接地点,优化接触网全线防雷保护效果
避雷器的使用未必能保证接触网的全线防雷效果,因而防雷设计改造应当依照《铁路电力牵引电设计规范》,在沿线地区合理设置保护线及架空地线接地点.当接触网发生短路故障时,特别是发生雷击现象时,保护线能及时通过不平衡短路电流,从而保证正常的电流传送.保护线的架设投资成本少,但所起到的防雷效果显著.
以接触网结构形式、接地间距的不同,科学的计算接触网的耐雷水平,从而在合理的地理位置设置架空地线接地点.一般而言接地极数量的多寡与耐雷水平成正比消长的关系,因而可以进一步通过设置接地点,降低雷击对支柱、线路的影响程度.
4结论
当前电气化铁道运营的规模不断扩大,对接触网防雷要求更高.如何有效地避免自然雷击现象给接触网带来的影响,提升防雷技术和设备水平,需要在推广使用的实际过程中衡量利弊,寻觅适合先进的防雷设计技术,为完善电气化铁道的运行提供安全环境.