中国铁路哈尔滨局集团有限公司哈尔滨供电段 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：雷电是自然界中常见的现象，雷电放电时的破坏力比较强，其会产生巨大的能量，高铁接触网是动车组中的供电线路，一旦遭遇雷击就会引起安全事故，不仅会破坏运行的动车，更会冲击到周围的建筑，而且高铁接触网更容易受到雷击干扰，严重影响到高铁的运营安全。文章对高铁接触网绝缘管理问题及解决措施进行了分析。
关键词：高铁接触网；绝缘管理；问题及措施
高铁接触网受雷电的影响较大，很容易引起轨道交通瘫痪，无法保障高铁的安全运行。高铁接触网运行中需全面落实防雷措施，充分发挥出防雷保护的作用，全面排除雷击对高铁接触网的影响，更重要的是维护高铁接触网的高效性，确保其在运营中的安全与稳定，降低雷击对高铁接触网的破坏性。
1 雷击在高铁接触网中的影响
高铁接触网是现代高铁系统中牵引供电系统的关键，接触网决定了高铁运行的稳定性和安全性。高铁接触网位于室外环境内，需配置过电压防护，保护高铁接触网。高铁接触网的防护措施不到位会造成绝缘子破坏以及线路跳闸的问题，在我国高铁事业的快速发展中，接触网运行中出现了大量雷击跳闸的事故，接触网所在区域土壤电阻率高以及雷电活动强烈等，都会造成雷击事故。高铁接触网中没有全方位地安装避雷线，导致接触网的防雷作用比较薄弱，虽然接触网的架空回流线有防雷效果，但是受高度、角度的影响会降低防雷的效果，高铁事业的快速发展，对接触网防雷有着较高的要求，铁路供电段在接触网防雷方面投入了大量的研究，目的是提高接触网防雷的水平，强化接触网的耐雷性能，组织防雷接地措施的仿真和试验，以便加强高铁接触网防雷措施的作用，保证高铁接触网防雷的稳定性，促进高铁事业的发展。
2 问题分析及其对策和建议
2.1 外部原因导致绝缘子损坏
AF线悬棒式绝缘子（下面简称悬棒）在高速铁路中的应用广泛，如果其自身质量不合要求，那么在雨雪、雷电、融雪结冰以及雾霾等天气不好时运行起来会存在很大的问题，另外在鸟害预防方面也不尽如人意，绝缘子闪络跳闸是经常发现的故障问题。AF线悬棒式绝缘子出现绝缘烧伤的原因主要有以下几个方面：①在冬天的时候，悬棒式绝缘子上面有可能结冰，这些冰块很有可能引起短路放电故障，进而使得悬棒式绝缘子出现烧伤，有关数据统计表明，由于这种原因造成的绝缘子损坏数量占到总数的15.8%；②在大风天气条件下，一些带金属性导电材料的异物，比如说遮阳伞或者带荧光的风筝等等缠绕在AF悬式绝缘子上面，那么就很有可能出现放电现象最终烧伤绝缘子，这种情况占烧伤绝缘子总数量的4.8%；③雷电或者雾霾雨夹雪等恶劣天气造成悬棒式绝缘子出现绝缘放电破损，这种情况占到总数量的79.37%。也就是恶劣天气是造成瓷式绝缘子烧伤最为主要的因素；④空气中（灰）粉尘污染了绝缘子，造成放电烧伤绝缘子。
措施与建议：①定期组织人员对绝缘子进行清理，积极采取科学合理的方法或者方式实施绝缘子的清扫工作。特别是针对那些环境非常恶劣的区段而言，应该将其换成自洁能力以及憎水性比较强的硅橡胶绝缘子；②针对其他区段而言，应该加大绝缘绝缘距离；③强化对上跨建筑物积雪以及AF线肩架上鸟巢的清除工作，避免融冰或者鸟巢落物导致短接绝缘子，对于经常出现鸟窝的地方应该装设驱鸟器，以此防患于未然。对雷电多发区段增加避雷器或增设避雷线解决。
2.2 绝缘配合问题
所谓绝缘配合指的就是对电气化铁路供电系统中所有设备的绝缘性能进行综合考虑，使得所有的设备在最大过电压的时候都能够达到相关的绝缘要求，特别是在大气过电压的时候。
针对接触网系统而言，在任何运行背景下（比如因为受电弓的抬升力或者是风力的影响使得导线出现振动或者摆动），都必须要求导线以及它带电金具，还有接地部分之间的空气间隙其绝缘强度大于对应的接触网绝缘子绝缘强度。然而，上述的情况只是理想状态，在经济上以及技术上基本上做不到。所以，在具体的使用过程中，需要坚持一个原则：如果进一步提升绝缘可靠性所耗费的成本，无法用降低绝缘损坏事故所节约的成本来补偿的话，就没有必要再以提升绝缘水平作为代价。换句话说，在处理牵引供电系统的绝缘配合问题的时候，如果无法避免过电压破坏绝缘现象，那么就应该采取措施将这种破坏控制在安全可控的可接受范围之内。
措施和建议：①强化高铁接触网雷击特点方面的分析。比如说某高速铁路在《接触网防雷专项评估报告》中就充分结合了我国高铁的实际情况，经过分析计算之后提出了在强雷区、高雷区等危险地带的每一个锚段的中心锚结周围增加设立一台避雷器，而在多雷区或者少雷区每间隔一个锚段的锚段关节周围增加设立一台避雷器，以此来减小感应雷电压对其造成的影响。上文中已经叙述过，即便是在500m范围内设立了避雷器，还是存在4次避雷器雷击闪络。所以，应加强对于雷害点附近环境特点、雷击绝缘子受损情况以及邻近避雷器设置动作情况等的分析，不断累积防雷实践经验，不断强化对于雷害规律和特点的认识；②提升高铁接触网抗雷击的能力。应该充分结合实际具体情况，强化接触网绝缘配合以及设备防雷措施方面的设计，以达到即便是遭受了雷击供电设备也不会出现损失的目的。对于高铁接触网绝缘子的绝缘性能应该进行重点研究，使得绝缘子抗雷击能力不断提升，即便是遭受了雷击闪络，只是出现跳闸问题，进行重合的时候可以成功，这样的话就不会造成绝缘子出现破坏性的损坏；③针对那些绝缘间隙不好调整或是无法调整的地方，必须在线索上面另外装设预绞丝保护条和绝缘护套，采取这样的措施之后，如果出现了空气间隙击穿事故，也不会由于线索烧断而导致更大的事故；④增设高于接触网的柱顶避雷线。
3 高铁接触网防雷措施的应用建议
第一，高铁接触网防雷案例研究中表明，接触网处于强雷区、雷电频繁的区域中时，防雷措施以架设避雷线为主，从根本上提升接触网的耐雷性能，注意避雷线架设的位置和高度，确保避雷线的防雷效果能够达到最佳的状态，象现阶段高铁接触网避雷线防雷中经常会采用升高PW线、回流线的方法，这样一方面能够提升接触网的防雷效果，另一方面确保接触网防雷的经济性。
第二，高铁接触网防雷时应用仿真研究的方法，重点研究避雷器在高铁接触网中的防雷效果，仿真避雷器的耐雷水平以及避雷器是否能够提升接触网的防雷能力，建议在高铁接触网中以2个档为间距设计避雷器，这样避雷器的防雷效果才能与避雷线相似。仿真研究中发现避雷器降低了高铁接触网的可靠性，建议把避雷器当做接触网防雷的辅助措施，特别注明强雷区中不以避雷器防雷为主，主要是根据接触网防雷的实际情况安装避雷器，把避雷器和避雷线配合起来使用，整体提高接触网的防雷水平，完善防雷体系在高铁接触网中的应用。
第三，高铁接触网如有直击雷破坏，除了强化防雷措施应用外，还要优化绝缘子的设计，注意绝缘子的间隙设计，合理规划间隙，确保绝缘子的间隙具有疏导雷电波的作用，避免出现绝缘闪络。高铁接触网防雷措施研究中，除了上述常用的防雷措施以外，还可以运用减少接地电阻、实行双重绝缘等措施，尝试性的实现防雷保护，保障高铁接触网的安全性。
结束语
我国最近几年来高速电气化铁路得到了较好的发展，在绝缘管理以及雷电防护方面虽然已经做了大量的工作，获得了一定地成效，但是还有存在着非常多的问题，这些问题的存在要求我们不停的去探索，除了本文中具体介绍的几点故障问题之外，还会存在其他的问题。因此对于高速铁路接触网的运行及其维护而言，必须要做到“明察秋毫，心细如发”，只有这样才能不断地发现问题并在此基础上累计经验，从管理上、技术上确保安全，从而不断提升我国高速电气化铁路技术。
参考文献：
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[2]张晨云.加装避雷线提升高铁接触网防雷水平方案分析[J].铁道技术监督，2017，45（3）：36-39.