高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究

来源:用户上传      作者:

　　摘要：我国高速铁路的建设发展不仅方便了我国人民的生活，同时还可以缩短外出时间。牵引供电系统对于我国高速铁路来说尤为重要，其严重的影响到了高速铁路的正常运营，如果它遭受到了强烈的雷击，就会对其运行产生巨大影响，同时还可能因此出现巨大的经济损失。雷击问题成为了我国牵引供电系统的主要安全故障原因之一。所以，应该切实地做好保护高速铁路牵引供电操作系统的防雷电工作。
　　关键词：高速铁路;牵引供电系统;雷电防护体系;研究
　　引言
　　我国的高速铁路的安全运行很重要，其中的牵引供电系统对于我国高铁的安全运行责任意义重大，如果这一系统出现了安全故障问题，就可能会影响到我国高速铁路的正常运行，因而遭遇雷击安全事故成为了高速列车安全运行中的主要问题之一。一旦其中的牵引供电系统被雷电击中，列车就会出现供电中断的不正常现象，进而形成被迫停车的安全事故，严重的情况可能会造成列车的安全事故，出现列车人员伤亡以及财产损失等问题。所以，我们应该做好我国高速铁路中的牵引供电系统的雷电保护防御措施和工作。
　　一、我国高速铁路的主要防雷电体系
　　（一）国外的相关体系
　　日本在进行防雷体系的设计过程中，依据雷击的不同发生频率以及各个线路中的重要程度，分别把其划分成为不同的几种区域，在不同的区域中应该采取不同的防雷应对措施。相比而言，德国每年发生的雷击次数就很少，所以在进行设计的过程中一般不考虑防护直击雷，所以只考虑到对感应雷过电压采取的避雷针形式来进行限制。综上，我国应该吸收并合理借鉴日本完备而又复杂的防雷体系。
　　（二）我国高速铁路的防雷体系
　　与国外的防雷体系相比，我国的高速铁路应该采取自耦变压器的主要供电方式，然而，列车中的牵引供电系统大多数都是通过变电所以及牵引网所组成的。对于很多变电所使用的雷击防护措施已经逐渐变得成熟，而牵引网大多数都没有进行直击雷的防护措施，并没有把避雷针和避雷线设置安装在相关线路上，仅仅在列车的线路变电所的入口、出口等重要部位中都安装了精确的避雷针和避雷器。如果在列车线路经过山体隧道的过程中，其内部没有很强大的绝缘能力，应该及时把避雷针设置在山洞隧道口的两边。高速铁路列车在经过高架桥过程中应该把避雷针安置在两端。
　　二、目前存在的相关问题
　　（一）没有全面考虑到防护措施
　　目前，我国的高速铁路在进行设计防雷击操作过程中，设计者一定要考虑到输电线路的电压和电流。与此同时，应该依据普通速度铁路的相应规范条例来进行设计，在接触到网防雷线中通常不会设计安装上避雷针，只是在比较关键的几个机械设备上加几个避雷针或避雷线。对于大多数的直击雷来看，这样可以通过雷击承力索以及保护线等方面侵入到接触网上。
　　（二）没有考虑到冲击接地电阻大小
　　对于我国的大多数高速铁路来说，这具有列车牵引电流和电压过大以及钢轨泄露电阻较大的特征，这就是与我国普通铁路的列车最大不同之处，高速铁路沿着铁路线的维修操作人员可能会因为这一情况而出现触电、漏电的危害。与此同时，会出现非常快速的绝缘老化程度，由此而影响到铁路牵引供电系统，进一步对列车的正常运行造成极大的影响。针对我国高速铁路的这些特征，设计人员就可以采取综合接地的形式。一旦出现高速铁路遭受雷击的现象，雷击电流和电压就会产生更大的冲击力和威力，发生泄流的仅仅是这些中的一小部分，这样就会使得接地电阻的电压突然升高，绝缘子也可能因为这一情况而出现闪络的状态。
　　三、我国高速铁路的防雷电保护措施设计
　　（一）关于设计中的正馈线以及雷击承力索的保护措施
　　我国当前出现的高速铁路牵引系统一直没有相对完整的防雷击对策，所以，这直接影响到了我国高速铁路的正常安全运行，应该增加对其的防护措施，国家和政府也应该及时把各种安全防护措施制定设计出来，制定的方式应该依照正常电压的电力操作系统对策进行。采取相关的保护措施主要包括提高列车保护线路、使用专用的避雷针以及使用回流线等，这些相关的保护措施可以起到很好的效果。
　　（二）避雷针以及雷击保护线的保护设计
　　为了及时把雷击产生的危害降到最低，应该提升雷击保护线，与此同时应该对列车的正馈线以及承力索起到一定的保护作用。在进行设计避雷线的过程中，列车正馈线以及防雷接触网对直击雷的保护措施也产生了大幅度改善，成为了保护列车的主要方式。因为对于直击雷而言，其具有很强的扩散范围，所以应该在进行避雷网假设完毕之后，如果产生在直击雷的范围内，针对相关的闪络绝缘子以及列车正馈线会因此而得到反击。对于很多反击雷来说，可以利用两种形式进行解决：一种是使得局部地区的某些接地电阻不断下降，这样一来就可以降低列车的冲击接地电阻;另外一种情况则是增加避雷针、避雷线以及支柱的独立接地电阻，但是由于这种形式一般在我国的高速铁路的牵引供电操作系统中是不能够使用的。
　　（三）对列车的绝缘子破坏进行保护
　　列车中的绝缘子可能会因为雷电的冲击力过大而产生闪络的现象，一般情况下的绝缘子可能会因为闪络而遭到毁坏，进一步对铁路列车造成永久性的破坏，这样对我国经济造成了极大的损失。我们使用的这种形式虽然可能使得列车的抗雷击能力下降，但是在经历雷击后，很容易出现跳闸的状况。
　　结束语：
　　在我国的高速铁路牵引供电系统安全可靠性能以及稳定性能都是很重要的，其主要关系到列车的正常安全运行，雷击成为了经常发生的铁路牵引供电系统安全故障和问题，应该及时制定、设立以及完善相应的雷电保护措施系统，这样可以及时且有效地提升我国高速铁路的牵引系统防雷电保护能力，进一步确保我国高速列车的安全和稳定运行。
　　参考文献
　　[1]马晓晨.高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的设计[J].科技资讯，2017，15（05）：62+64.
　　[2]周颖卓.试论高速铁路牵引供电系统雷电防护体系[J].科技展望，2016，26（08）：123.
　　[3]高峰.高速铁路牵引供电系统雷击选择性的影响因素研究[D].西南交通大学，2013.
　　（作者單位：中国铁路武汉局集团有限公司襄阳供电段）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14754845.htm