论文部分内容阅读
摘 要：铁路的规模在迅速扩张的背景下，用来做机车供电的供电系统对防雷性能有着很高的要求，因此在铁路中供电系统的防雷性能要有着高等级的技术应用，位于铁路线上方位置的供电系统在提供电力给铁路机车的过程中，非常容易受到雷电因素的影响，从而造成供电系统的损坏。本文从铁路供电系统的防雷现状和防雷措施两个方面进行分析，通过研究并计算避雷线的应用范围，以及在使用避雷线的情况下铁路供电系统是否会遭受雷击且受到破坏，从而提出铁路供电系统防雷技术应用的几点措施。
关键词：铁路；供电系统；防雷技术
引言：
从当前铁路的使用状态可以看出，一部分的线路遭受雷击威胁是较为常见的，雷电影响造成的电路跳闸是影响铁路线路供电系统的重要因素。随着我国铁路运营里程指数的增长，重载型的铁路在人们的出行中比较普遍，因此需要减少供电系统造成的铁路线运营问题。尤其是雷击故障的供电系统故障因素在铁路运营中较为常见，因此避雷技术在铁路供电系统的设计便具有重要的现实意义与安全应用价值。相关部门加强探索铁路供电系统的方式与铁路供电系统的防雷措施，从而设计出铁路单线与复线下科学合理的供电系统。
一、铁路供电系统防雷技术的现状
我国铁路的规模和质量在迅速提升的过程中，普遍会考量到线路牵引力的结构与等级，以及铁路线经过地区的雷电密度，铁路线穿过的地方土壤电阻率、地形地貌以及气候特征等自然条件都是需要考虑的重点内容[1]。因此，结合各种影响铁路供电系统的因素设计铁路供电系统所需要的防雷技术便有着重要的意义。日本作为铁路线发达的国家之一，在铁路供电系统防雷设计方面具有先进的理论和实践经验。尤其供电系统由于雷击因素形成动力系统的供电灾害方面的研究有着先进的理念，日本新干线供电系统防雷标准设计是满足全年时间之内的一百千米牵引网遭受雷击的次数。以此次数作为评估的准则，但也仅是选取牵引供电系统的自动重合闸，这种自动重合闸是供电系统的主要配置。通过自动重合闸与避雷线的组合限制雷电电压的过线，避雷线的使用不能从根本上减少由于雷电的影响而减少供电系统的磨损次数，其作用通常只是体现为对供电系统的过电压的保护作用。因此，基于各种的气候条件、经济条件、技术条件等方面的因素考虑新干线的接触网设计风格中使用有效的避雷是非常必要的。
二、铁路供电系统的主要防雷技术
（一）供电系统的安装
自耦变压供电系统是当前铁路普遍采用的供电系统，自耦变压供电系统中AF线、PW线的位置有着规范性，通常表现为AF线的上方位置安装PW线。自耦变压供电系统采用几何模型与先导发展模型检测避雷的效果。这个过程中需要用模型核算自耦变压系统遭受雷电影响的概率，模型测试中将模型中的电气调整为相当于自然雷90%的负极性。然后观测雷击的频率和接触网线路的暴露宽度以及地闪密度等，年累计雷击数量与地闪密度有着直接的关系。PW线位置需要提高到合理的距离后才能有效的起到在AF线与T线之间屏蔽的效果，从而直接降低了AF线与T线被雷击的频率。如果PW线被雷击的过程中雷电的流幅值超出其最大值的情况下，AF线与T线绝缘部分也会受到电流的闪络，即AF线与T线的绝缘子依旧有着雷电感应闪络概率。
（二）绝缘子的材质选取
绝缘子的材质要选取合成材料。雷电影响导致的铁路供电系统重合闸失效过程中，牵引系统的供电便会受到影响，发生这种现象的主要原因在于铁路供电系统的绝缘子受到了雷电的影响。这种影响主要表现为由于受到频续流电弧烧蚀的原因，会出现绝缘子被炸裂、破损以及线路绝缘层不能自行恢复等问题。这样的情况下，铁路供电系统的重合闸便会失去功能作用。因此，为了保护绝缘子的正常功能，需要在线路闪络与工频电弧之间设立防护层[2]。现阶段，我国铁路动力输配线中普遍用的绝缘子材质包含瓷、玻璃以及合成硅橡胶等多种绝缘子，铁路供电系统要保证重合闸随时畅通，而瓷质的绝缘子在被电流烧蚀过后，其伞群会处于完全剥落的状态，因而不适用于在供电线路中采用。而合成材质的绝缘子受到电流影响后，其硅橡胶部分会发生变化，从而将其中易分解的部分遇到电热挥发，合成材质的绝缘子应用能够有效的提升电路的稳定性，对重合闸的保护起到了非常重要的作用。但是合成绝缘子还未从根本上解决铁路供电系统受到雷电的影响，因此只是将其作为铁路供电系统防雷措施中的辅助手段实施。
（三）防雷接地技术的应用
铁路供电系统防雷接地的措施可以参照《建筑物防雷设计规范》的相关规范。铁路供电系统接地装置三大要素在铁路供电系统防雷接地技术的应用中具有基础和前提的作用。铁路供电系统防雷接地技术中的防雷装置下又可以分为铁路供电系统雷电防护装置的外置型和铁路供电系统雷电防护装置的内置型两个基本点，而引线便是通常意义上从雷电防护装置接入接地系统的引下线。引下线在铁路供电系统防雷接地施工技术中需要在接闪器装置的配合下实现连接和保障电气接地稳定的作用。例如，引下线与接闪装置中的带、杆、线、网的综合应用下才能保证雷电电流由接闪器通过接下来将雷电电流引导到接地系统达成完整的工作流程，这个过程中引下线相当于电流传导的导线体职能。而接地装置作为铁路供电系统防雷接地施工中的主体部分直接关系到防雷装置传导雷电电流是否能将全部雷电电流通过接地系统进入地面。这个过程中需要对等电位的连接进行施工质量的控制。其目标是通过减少导电装置与接地系统之间的电位差值提升接地装置的使用周期。铁路供电系统的接地系统普遍意义上可以划分为基础防雷接地、工作防雷接地和保护式的防雷接地。实现等电位、压力均衡以及对雷电电流的多层屏蔽是铁路供电系统中防雷接地系统的主要作用。
三、结束语
铁路供电系统防雷设施安装过程中的雷电影响会造成各类型不同程度和不同方式的附加影响。这就要从铁路供电系统安装中能够降低雷电影响因素的防雷接地施工技术作为铁路供电系统防雷措施的重要环节。
参考文献：
[1]王飞年.浅析铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（12）：162-163.
[2]颜秉权.高速铁路牵引供电接触网防雷技术研究[J].科技经济市场，2017（1）：4-5.
作者简介：
王旭东，1983.01，性别：男，民族：汉，籍贯： 河北张家口，职称：讲师，学历：本科，研究方向：铁道供电技术，单位信息： 武汉铁路职业技术学院，所在省市：湖北武漢，邮编 ：430000
关键词：铁路；供电系统；防雷技术
引言：
从当前铁路的使用状态可以看出，一部分的线路遭受雷击威胁是较为常见的，雷电影响造成的电路跳闸是影响铁路线路供电系统的重要因素。随着我国铁路运营里程指数的增长，重载型的铁路在人们的出行中比较普遍，因此需要减少供电系统造成的铁路线运营问题。尤其是雷击故障的供电系统故障因素在铁路运营中较为常见，因此避雷技术在铁路供电系统的设计便具有重要的现实意义与安全应用价值。相关部门加强探索铁路供电系统的方式与铁路供电系统的防雷措施，从而设计出铁路单线与复线下科学合理的供电系统。
一、铁路供电系统防雷技术的现状
我国铁路的规模和质量在迅速提升的过程中，普遍会考量到线路牵引力的结构与等级，以及铁路线经过地区的雷电密度，铁路线穿过的地方土壤电阻率、地形地貌以及气候特征等自然条件都是需要考虑的重点内容[1]。因此，结合各种影响铁路供电系统的因素设计铁路供电系统所需要的防雷技术便有着重要的意义。日本作为铁路线发达的国家之一，在铁路供电系统防雷设计方面具有先进的理论和实践经验。尤其供电系统由于雷击因素形成动力系统的供电灾害方面的研究有着先进的理念，日本新干线供电系统防雷标准设计是满足全年时间之内的一百千米牵引网遭受雷击的次数。以此次数作为评估的准则，但也仅是选取牵引供电系统的自动重合闸，这种自动重合闸是供电系统的主要配置。通过自动重合闸与避雷线的组合限制雷电电压的过线，避雷线的使用不能从根本上减少由于雷电的影响而减少供电系统的磨损次数，其作用通常只是体现为对供电系统的过电压的保护作用。因此，基于各种的气候条件、经济条件、技术条件等方面的因素考虑新干线的接触网设计风格中使用有效的避雷是非常必要的。
二、铁路供电系统的主要防雷技术
（一）供电系统的安装
自耦变压供电系统是当前铁路普遍采用的供电系统，自耦变压供电系统中AF线、PW线的位置有着规范性，通常表现为AF线的上方位置安装PW线。自耦变压供电系统采用几何模型与先导发展模型检测避雷的效果。这个过程中需要用模型核算自耦变压系统遭受雷电影响的概率，模型测试中将模型中的电气调整为相当于自然雷90%的负极性。然后观测雷击的频率和接触网线路的暴露宽度以及地闪密度等，年累计雷击数量与地闪密度有着直接的关系。PW线位置需要提高到合理的距离后才能有效的起到在AF线与T线之间屏蔽的效果，从而直接降低了AF线与T线被雷击的频率。如果PW线被雷击的过程中雷电的流幅值超出其最大值的情况下，AF线与T线绝缘部分也会受到电流的闪络，即AF线与T线的绝缘子依旧有着雷电感应闪络概率。
（二）绝缘子的材质选取
绝缘子的材质要选取合成材料。雷电影响导致的铁路供电系统重合闸失效过程中，牵引系统的供电便会受到影响，发生这种现象的主要原因在于铁路供电系统的绝缘子受到了雷电的影响。这种影响主要表现为由于受到频续流电弧烧蚀的原因，会出现绝缘子被炸裂、破损以及线路绝缘层不能自行恢复等问题。这样的情况下，铁路供电系统的重合闸便会失去功能作用。因此，为了保护绝缘子的正常功能，需要在线路闪络与工频电弧之间设立防护层[2]。现阶段，我国铁路动力输配线中普遍用的绝缘子材质包含瓷、玻璃以及合成硅橡胶等多种绝缘子，铁路供电系统要保证重合闸随时畅通，而瓷质的绝缘子在被电流烧蚀过后，其伞群会处于完全剥落的状态，因而不适用于在供电线路中采用。而合成材质的绝缘子受到电流影响后，其硅橡胶部分会发生变化，从而将其中易分解的部分遇到电热挥发，合成材质的绝缘子应用能够有效的提升电路的稳定性，对重合闸的保护起到了非常重要的作用。但是合成绝缘子还未从根本上解决铁路供电系统受到雷电的影响，因此只是将其作为铁路供电系统防雷措施中的辅助手段实施。
（三）防雷接地技术的应用
铁路供电系统防雷接地的措施可以参照《建筑物防雷设计规范》的相关规范。铁路供电系统接地装置三大要素在铁路供电系统防雷接地技术的应用中具有基础和前提的作用。铁路供电系统防雷接地技术中的防雷装置下又可以分为铁路供电系统雷电防护装置的外置型和铁路供电系统雷电防护装置的内置型两个基本点，而引线便是通常意义上从雷电防护装置接入接地系统的引下线。引下线在铁路供电系统防雷接地施工技术中需要在接闪器装置的配合下实现连接和保障电气接地稳定的作用。例如，引下线与接闪装置中的带、杆、线、网的综合应用下才能保证雷电电流由接闪器通过接下来将雷电电流引导到接地系统达成完整的工作流程，这个过程中引下线相当于电流传导的导线体职能。而接地装置作为铁路供电系统防雷接地施工中的主体部分直接关系到防雷装置传导雷电电流是否能将全部雷电电流通过接地系统进入地面。这个过程中需要对等电位的连接进行施工质量的控制。其目标是通过减少导电装置与接地系统之间的电位差值提升接地装置的使用周期。铁路供电系统的接地系统普遍意义上可以划分为基础防雷接地、工作防雷接地和保护式的防雷接地。实现等电位、压力均衡以及对雷电电流的多层屏蔽是铁路供电系统中防雷接地系统的主要作用。
三、结束语
铁路供电系统防雷设施安装过程中的雷电影响会造成各类型不同程度和不同方式的附加影响。这就要从铁路供电系统安装中能够降低雷电影响因素的防雷接地施工技术作为铁路供电系统防雷措施的重要环节。
参考文献：
[1]王飞年.浅析铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（12）：162-163.
[2]颜秉权.高速铁路牵引供电接触网防雷技术研究[J].科技经济市场，2017（1）：4-5.
作者简介：
王旭东，1983.01，性别：男，民族：汉，籍贯： 河北张家口，职称：讲师，学历：本科，研究方向：铁道供电技术，单位信息： 武汉铁路职业技术学院，所在省市：湖北武漢，邮编 ：430000