高润军
大秦铁路股份有限公司大同西供电段, 山西大同 037005
摘要：电力贯通线是铁路供电系统的重要组成部分，是保证铁路信号和其他负荷正常运行的基本前提，对铁路的正常运行也有一定的影响。雷电暴一直是铁路输电线路运行中不可忽视的原因，尤其是雷电活动本身具有一定的随机性，受雷电暴的影响，铁路输电线路很可能出现各种故障跳闸。因此，及时加强铁路输电线路的防雷特性已成为电力专业设计人员最重要的工作之一。在此背景下，本文将结合国内某铁路走廊，对铁路输电线路防雷整治方法进行简要分析。
关键词:铁路；电力贯通线；防雷整治
电力贯通线是沿铁路设置的室外输电线路，为铁路交通信号和其他设备供电，电压等级通常为10kV，分为一次负荷贯通线和综合负荷贯通线，负责为通信、信号、车站照明和车号识别系统等许多系统设备和相关设备提供必要的电力。为了保证行车信号的安全供电，有必要对铁路电力贯通线路进行防雷处理，以有效控制雷电风暴等故障的发生，为铁路电力系统创造安全稳定的运行环境。
1线路概述
本文以我国一条大型铁路通道为例，该线路全长1000多公里，是国家规划的大容量煤炭运输通道建设项目，也是“十一五”期间的国家重点工程，于2014年12月30日竣工。全线新建1条10kV综合负荷贯通线和1条10kV一次负荷贯通线，均为混合架空电缆，在城镇等人口密集地区，采用绝缘架空线路或电缆。线路穿越山西中南部、河南北部和山东中南部，夏季炎热，雨量集中，此外，线路穿越山区等地区，受风、雨、雷电等恶劣天气影响较大，自线路建成开通并开始输电以来，由于雷击损坏，电力贯通线路发生了多起线路故障，主要包括:①10kV贯通线路的绝缘子被雷电击穿，造成故障和停电。②雷电流导致10kV配电站跳闸，影响铁路沿线通信信号等设备的用电量。尽快采取相应的防雷措施，提高电力穿透力线路的防雷水平势在必行。
2影响铁路电力贯通线防雷效果的因素分析
2.1设备因素
本铁路10kV电力贯通线使用的防雷装置大多安装在配电站周围，整个线路区间的电力贯通线防雷装置相对较少，一旦距离配电站较远的线路遭受雷击，雷击产生的电压在短时间内无法有效放电，容易造成闪络或针瓷击穿，使线路跳闸，无法正常运行[1]。此外，据笔者了解到的数据，普通10kV铁路输电线路的临界闪络电压只有75kV左右，但实际上，当雷电风暴发生时，其引起的过电压值可以在短时间内迅速上升到几百千伏，在这种工频电压下，绝缘子很可能会击穿，导致线路跳闸甚至烧毁等问题。
2.2线路因素
与平原地区相比，在山区设计铁路电力贯通线路时，往往需要面对跨度大等工作环境，这将大大削弱整个铁路电力贯通线路的绝缘水平和耐雷性能，如果线路经过的区域有大量的雷电活动，必然会增加雷击故障的可能性。此外，流经接地体和杆塔的雷电流会在短时间内迅速增加杆塔电位，此时相导线上会出现相应的雷电过电压，如果杆塔电压与雷电过电压的电位差高于线路的绝缘闪络电压值，就会出现反击闪络，导致线路运行故障。此外，接地线或相关电阻值本身不科学合理，或电杆不能有效保护接地装置，可能导致铁路电力贯通线雷击故障。
3电力贯通线的防雷处理方法
3.1安装氧化锌避雷器和其他防雷装置
避雷器种类繁多，随着技术的发展和进步，氧化锌避雷器以其良好的保护性能得到广泛应用。氧化锌避雷器通过氧化锌优越的非线性伏安特性，使正常工作电压下流经它的电流极小(μA或mA级)；雷电过电压动作时，电阻会急剧下降，雷电过电压的能量会充分释放，从而达到良好的保护效果。氧化锌避雷器与传统避雷器的区别在于没有放电间隙，充分利用氧化锌的非线性特性实现放电和断路。
为了有效提高铁路电力贯通线的防雷水平，保证线路的正常供电。在该线路的电力贯通线上，避雷装置专门安装在容易出现绝缘问题的薄弱部位，如电缆分支杆、电缆终端杆、转角杆、设备杆、交叉杆等。安装避雷器等装置后，绝缘子分路后闪络的可能性会减弱。当杆塔被雷击时，杆塔会负责将部分雷电流分流到大地，而避雷针会负责将剩余雷电流分流到相邻杆塔，一旦雷电流超过限值，避雷器会自动加入分流器，此时由于导线之间电磁感应的影响，耦合元件将分别形成在导体和避雷导体的位置，从而有效地增加导体的电势并控制导体和塔顶之间的电势差，从而避免绝缘子闪络的发生。
3.2提高绝缘水平
该铁路电力贯通线大量使用高压绝缘子，有效提高了整个10kV铁路电力贯通线的防雷性能。同时，在易遭雷击的线路段，选用P-20T型针式绝缘子，端线杆和拉杆选用XP-70C型碟式悬式绝缘子，碟式悬式绝缘子由2个增加到3个，大大提高了线路的耐压水平[2-3]。通过铁路电力贯通线的定期运行维护管理，工作人员重点检查线路中是否有损坏的绝缘导线、有故障的绝缘装置和防雷装置，通过更换一些线路中不合格的避雷器和损坏的绝缘导线，线路故障的发生概率也大大降低。此外，鉴于铁路沿线地区经常发生粉尘、烟雾等空气污染，容易在绝缘线路上沉积大量灰尘，影响线路绝缘，甚至造成污闪，因此，相关人员也将线路这部分的绝缘子更换为复合绝缘子，有效解决了这一问题。
3.3提高接地电阻
当发现地下土壤电阻率达不到要求时，施工人员通过增加垂直接地体和使用降阻剂有效提高了接地电阻。根据相关标准的要求，接地装置通常水平敷设在耕地中，接地体的埋深应控制在0.8m以内，而岩石地区应严格控制在0.3m以内，其他非耕地地区应控制在0.6m以内，应采用搭接敷设方式，并在焊接处刷一层防腐涂层，以增强接地体的防腐能力[4]。
3.4其他补救方法
雷电放电时容易形成放电电弧，这也是铁路电力贯通线雷击短路的重要原因。当断路器跳闸时，电弧将自动熄灭。因此，利用线路中的自动重合闸装置可以有效控制电弧的重新点燃，即使在雷击的情况下，也可以快速恢复线路的供电，从而避免对整个铁路输电线路造成不利影响。此外，电缆沿预制电缆槽敷设在铁路线路中的长桥梁、隧道和无架空路径的困难地段，同时在树木较多的地段使用架空绝缘电缆，或对电缆进行安装穿刺防雷硬件等特殊处理，有效提高线路的防雷性能。
3.5加强对防雷装置的检查，防止外部损坏
在对管道内防雷装置的损坏进行统计后，发现防雷装置容易受到耕作、外部施工等因素的损坏，从而导致电力贯通线的防雷能力受到影响。因此，应定期检查电力线路的防雷装置，加强相邻营业线路的施工检查，农忙季节应认真检查贯通线路的防雷装置是否损坏，并及时更换老化的防雷设备，确保贯通线路的防雷装置处于良好状态。在重点防雷场所周围设置醒目标志，警示外来人员不要损坏防雷设备设施，以降低雷击故障概率。加强对工区工人防雷设备设施安装和恢复相关技能的培训，明确防雷装置日常巡视内容，定期检查管理贯通线防雷设施，提高贯通线防雷水平。
4结束语
综上所述，虽然铁路电力贯通线上的雷电事故相对较少，但为了保证线路的正常运行，仍然需要结合线路的实际情况采取有效的防雷措施，有效提高线路的整体防雷性能和绝缘水平，从而有效地为铁路交通信号等负载供电，保证铁路的安全运行。
参考文献：
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[2]郭庆毅.论铁路供电系统中防雷技术[J].中国高新区,2017,17(8):92.
[3]胡茜,林余杰,胡朋杰.新型10kV架空绝缘导线防雷击断线用防雷金具探讨[J].电气技术,2015,16(12):172-175.
[4]田轶华.大准线防雷接地措施的几点探讨[J].企业导报,2016,31(17):82.
[5]向 东，魏宏伟.节能型铁路自闭贯通线路动态无功补偿系统[J].山西电力，2016，（5）：67-68.