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摘要：文章简单介绍国内带回流线的直接供电方式接触网的防雷现状，重点对带回流线的直接供电方式接触网雷击电流分布及雷击机理进行研究，并提出相应的提高接触网防雷水平的技术措施，以供参考。
关键词：带回流线；直接供电方式；接触网；防雷技术
1引言
目前随着我国经济的发展，我国的高速铁路相关技术也有了突飞猛进的发展，电气化铁路工程建设和通车里程在不断增加。但是对我国范围内的电气化铁路运营状况进行分析和总结可知，由于雷电袭击而导致出现电气化铁路运营故障的现象层出不穷，给我国的电气化铁路运营造成巨大的经济损失，甚至引发严重的安全事故等危害。这就需要对我国带回流线的直接供电方式的接触网防雷性能进行评价，对避免雷击事故的技术和方法进行研究。
2国内接触网防雷现状
根据对我国目前某铁路集团中电气化铁路运营过程中出现的所有跳闸故障次数以及由于雷击而造成的接触网跳闸事故的次数进行统计可知，每年的雷击所造成的接触网跳闸事故次数占总跳闸次数的一半左右。而且此事故次数以及比例也在呈快速递增的趋势，主要表现为无论是高速铁路还是普通的电气化铁路，其由于雷击而引起的接触网跳闸事故的次数都居高不下的现状。
3带回流线的直接供电方式接触网雷击电流分布及雷击机理
3.1雷电基本参数
雷电对接触网所造成危害的原理就是会在接触网上产生过电压的问题，因此在对接触网进行设计时需要对雷击原因所造成的过电压进行分析，并对雷电参数以及作用机理进行研究。重要的雷电参数主要有雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度、雷电流幅值、输电线路耐雷水平、输电线路雷击跳闸率、污秽绝缘子的雷电冲击电气特性、绝缘子污染状态下的沿面放电原理和计算防雷性能方法等。其中比较重要的雷电参数有：雷暴日就是每年出现雷电现象的天数，雷暴小时则相应为雷电现象的累积时间，这两个参数在我国会随着纬度的变化而随之发生改变。其中将雷暴日中每平方公里所受到的雷击次数以地面落雷密度参数Y来表示，并且将雷电强度以雷电流幅值I来表示，则可以得出以下公式：。其中I也可以表示为耐雷水平，就是对输电线路的绝缘能力进行表示的重要参数，且其数值越高则表示其发生绝缘闪络问题的概率越低。此外，绝缘子的雷电冲击耐压也会随着其盐密的增加而降低，而且其表面的污秽也还会与水发生反应并提高其导电能力，引发线路局部发生电弧的问题，如果电弧在延伸到一定程度之后发生自动连通的现象，则会引发沿面闪络的问题。因此针对以上叙述，我国主要通过规程法来对防雷击设计进行计算。
3.2牵引供电系统的绝缘及其配合
目前我国电气化铁路建设中的牵引供电系统统一采用一相接地、单向运行的绝缘方式，而且在牵引供电系统中通常具有绝缘子、过电压保护以及绝缘配合等设备，这就对牵引变电所的合理设置提出了较高的要求。而牵引变电所设置的主要作用之一就是对雷电过电压问题所造成的设备损坏问题进行预防。但是由于通常牵引变电所内的线路采用的是两级配合的方式，而且在我国对牵引变电所进行设计和建造时只会对绝缘子在整张工作时的情况进行考虑，并且确保与其上污秽进行配合，这就会导致没有进行线路避雷器的设置，使得电力机车在运行中会承受与接触网相同的电压和污秽的影响。
3.3接触网电流分布及机理
3.3.1雷击接触网附近的地面
在雷击发生时，如果其袭击位置与线路之间的距离在65m以上，此时对接触导线上可以产生的感应电压的最大值进行计算，所依据的公式就是。对于采用棒式绝缘子的接触网线路来说，其通常的冲击绝缘水为200kV，且接触网导线与地面的距离为7.8m，在上述雷电袭击位置的影响下，就会得出此雷击问题所引发的接触网闪络雷电电压大小为66.67kV。根据过电压的计算公式来对过电压进行计算，由于雷电流的大小可以估计为5.8kA，此时就会得出过电压概率为17.4%。此数值就表示在上述假设的前提下，此接触网的沿线中会有17.4%的雷云都可能会导致接触网出现闪络的问题。而且在实际的情况中，绝缘子的水平都会比此文中假设的数值要高，且由于在空气中暴露，也会出现不同程度的污染问题，导致上述概率的增加。
3.3.2雷击接触网支柱
接触网遭受雷击并导致绝缘子闪络的问题中，出现在单一支柱顶部的情况比较严重，这主要是由于在单一支柱受到雷击时，电流会对支柱进行掩盖并流入大地，但是此时大地会产生反向的过电压并且通过此支柱流入接触网导线中。由于上述两种电压在支柱中进行聚集就会产生非常高的过电压，此问题在山区地形中的概率比较高。因此对于独立的接触网支柱通常都会进行接地极的设置，而且其接地电阻的数值比较小，如果从大地反射回来的时间比较短，就会导致入射到接触网的电流成倍增加。按照绝缘水平为200kV来进行计算，可以得出其雷电流概率为73.4%，也就说，在雷电对独立的支柱进行袭击时，此绝缘水平下的绝缘子由于出现闪络问题而改路的概率为73.4%。
3.3.3雷直击于接触网
当电气化铁路的铁道区间内的接触网支柱遭到雷击时，由于其为成排设置的，而且如果遭受雷击的位置与接地点的位置比较远，这就会导致由于两个接地点之间的距离有限，而导致这两个接地点之间的支柱上的绝缘子成为大神闪络的问题。而如果接地点的电阻数值比较大，此时的雷击问题就会沿着最近的支柱向远处进行传输，如果遇到电阻比较小的变电所就会使得传输停止。
3.3.4雷击过电压分析
雷击过电压主要是受到接触网导线的高度、雷击接触网支柱以及雷击接触网导线等因素的影响，而且对于地形因素的影响，通常在铁路线路的标高超过标准数值8m以内时，其受到雷击时出现绝缘子闪络的概率就会大大增加。而通过成排设置的接触网支柱以及上面连接的设备就可以对接触网的接地电阻进行降低来降低绝缘子发生闪络的概率。
4结语
在对电气化铁路的接触网受到雷击时的参数进行介绍之后，对雷击接触网时不同情况下出现闪络问题的概率进行计算，并且发现在雷电对接触网造成直击时的概率最大，且容易导致多个绝缘子相继出现闪络的问题，其后果也最严重。
参考文献：
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