摘要：接触网是轨道交通供电系统的重要组成部分，承担着电能的传输任务。接触网线路一般采用架空绝缘线供电，在恶劣天气条件下，雷电过电压、雷击电磁脉冲对接触网构成极大的威胁。本文结合城市轨道交通供电特点，分析了雷击接触网的主要原因，介绍了几种主要防雷技术措施，并对城市轨道交通接触网防雷技术提出建议。随着城市轨道交通的迅速发展，供电方式也由原来的架空接触网供电发展为接触网与电缆混合供电。由于受轨道交通供电系统运行特点所限，部分地段接触网线路存在架空线和电缆混合供电，这种情况容易导致接触网受电设备遭受雷击。本文从雷电对接触导线及电气设备的危害入手，分析了城市轨道交通接触网防雷技术措施。

关键词：城市轨道；交通接触网；防雷技术

引言

随着我国城市轨道交通事业的快速发展，电力牵引已成为城市轨道交通主要的牵引动力，而接触网作为城市轨道交通供电网络的重要组成部分，也将发挥越来越大的作用。接触网是城市轨道交通供电系统中为机车提供电力的重要组成部分，主要作用是为机车提供牵引动力。由于受供电系统运行特点所限，接触网一般采用架空绝缘线供电，其防雷保护主要依靠安装在接触网支柱上的避雷器。避雷器是一种放电间隙，在雷击时能自动将雷电电流限制在一定的水平上，起到保护接触网的作用。然而由于城市轨道交通供电特点，部分区段存在架空线和电缆混合供电情况，雷击接触网的现象时有发生。因此，加强城市轨道交通接触网防雷技术研究具有重要意义。对于雷击接触网，应通过对接触网的绝缘电阻、接触导线的闪络电压、接触导线的绝缘水平、接触导线接地电阻等进行计算，来确定避雷器的安装位置及安装数量，从而达到保护接触网免受雷击损害的目的。

1雷击接触网的主要原因

雷击接触网的原因很多，有自然因素，也有人为因素。在城市轨道交通接触网的施工、检修过程中，由于对接触网相关技术标准不熟悉，没有严格按照相关技术标准执行，造成了大量的事故隐患。

（1）绝缘接头存在缺陷或施工工艺不规范；

（2）绝缘接头长期暴露在外，受自然因素影响，出现锈蚀或松动，使绝缘性能下降；

（3）接触线的下吊杆和悬挂点处没有安装接地装置，造成地网内存在较高电位；

（4）悬挂点处没有安装避雷器或避雷器保护范围不够。

在实际运行过程中，由于雷击接触网事故大多是由雷击产生的过电压造成的。因此，需要分析事故的原因，研究事故发生后的处理措施和防雷技术措施。

2防雷保护措施

雷击接触网主要有以下几种原因：（1）接触网绝缘线和金具接触不良，引起设备绝缘性能下降。（2）设备接地不良，接地电阻超标，造成接地过电压。（3）防雷装置本身存在问题，引起雷电过电压。

针对上述情况，采取的主要防雷措施为：1）采用避雷器作为避雷线或避雷针的保护措施；2）在接触网中增加接地体，如：在接触线上增加接地体、在金具上增加接地环；3）在接触线上和接触网中安装避雷器或避雷针等防雷装置。

城市轨道交通接触网的防雷保护措施主要包括避雷器、防雷针和接地体。避雷器安装在接触网中，用于保护接触线和金具，使其免遭雷击。防雷针是一种直接连接于接触网中的金属物，其安装在接触线与金具之间，用于保护接触线和金具。接地体是一种将雷电过电压转换为接地电流的装置，安装在接触网中，将雷电过电压转换为接地电流。

3接地装置

接地装置是连接电力系统和电气设备的桥梁，其性能直接影响到系统的安全稳定运行。接地装置一般有两种，一是自然接地，二是人工接地体。自然接地通过大地作为接地体与电气设备相连，但由于城市轨道交通线路主要由电力电缆敷设，且接地电阻不能满足要求，因此一般采用人工接地体。

人工接地体包括接地体、连接螺丝、引下线和接地装置。接地体宜采用直径不小于40 mm的镀锌圆钢，长度不小于2m；连接螺丝的材质应符合耐腐蚀性要求；连接螺丝的螺纹应进行防腐处理，其外露螺纹部分应包覆保护外壳；引下线采用扁钢时，其截面不小于16 mm 2，长度不小于6m。当采用圆钢时，应在圆钢与扁钢的连接处加焊接过渡。接触网防雷保护范围内的所有设备、电气设备、接触网支柱都应该做好接地保护。接地装置应埋设在潮湿和腐蚀介质中，或暴露在户外，避免长期受到雨水和冻融的影响。

4保护间隙

保护间隙是一种使雷电流进入被保护设备并限制其在允许值以下的保护措施，可以有效地限制雷电流进入被保护设备，防止雷电过电压损坏被保护设备。主要用于限制接触导线上的雷击过电压。防护间隙由间隙元件和引接线两部分组成。

对于受电设备，必须在接触网线路上装设一定高度的保护间隙；对于避雷器，应安装在绝缘子两侧；对于避雷器，应安装在绝缘子串的上端，或靠近绝缘子串的一端，其作用是限制雷电流通过绝缘子串。

当雷击时，雷电流流经被保护设备时，其放电电压将达到一定数值（一般为2-5倍雷电流幅值）。保护间隙和避雷器都是利用间隙放电来限制雷击过电压的。避雷器可以利用间隙放电来限制雷击过电压；保护间隙也可以利用其绝缘子两端的压差来限制雷击过电压。但是，由于接触导线和绝缘子是在同一高度上，两者之间没有足够的距离来形成间隙。因此，在雷击时，避雷器和保护间隙之间的放电就不能靠间隙放电来实现。如果雷击过电压的幅值较小，可以采用保护间隙放电；如果雷击过电压的幅值较大，就只能采用避雷器放电。两者之间的配合是根据接触网系统设计参数来确定的。

5综合防雷措施

城市轨道交通接触网防雷技术应本着“以防为主，防消结合”的原则，在充分考虑各种因素的前提下，采用综合防雷技术，尽可能提高线路绝缘水平，降低雷电过电压。因此应采用以下综合防雷技术措施：（1）在城市轨道交通接触网设计、施工中充分考虑防雷保护因素，对每条线路进行综合防雷设计；（2）根据接触网线路绝缘水平高低，结合设备绝缘等级及接触导线绝缘水平，适当提高线路绝缘水平。一般情况下，绝缘导线应比架空导线的耐雷水平提高1倍以上，接触导线应比架空导线的耐雷水平提高2倍以上；（3）加强施工过程中的防雷工作，施工中对各种可能影响防雷效果的因素进行详细考虑；（4）完善接触网线路全线保护，在线路终端、中间节点等重要位置安装避雷器、避雷针等避雷器；（5）在接触网各分界点处加装接地装置，对接触网各分路接地电阻进行检测。所有线路全部采用双引线接地方式。对施工不规范的单位进行处罚。（6）对全线接触悬挂采用串联间隙，并在线路末端加装保护器，作为对雷击闪络的后备保护，对线路中的所有设备及线路进行保护；（7）采用多点接地方式，降低接地电阻；（8）增加杆塔接地引下线，减少地面电位差。

结语

城市轨道交通接触网防雷措施主要有：根据城市轨道交通供电系统的运行特点，采用合适的避雷针、避雷线、避雷器等防雷装置，并根据工程具体情况，对避雷针、避雷线进行安装调整和改造。合理选择导线截面、埋设深度及材料，保证接触网具有较高的绝缘水平和良好的耐压能力。在轨道交通沿线各变电所进线侧装设绝缘器，在牵引变电所各进线侧装设绝缘器。尽量避免导线与钢轨直接接触，在有条件的情况下可采用架空接触网；受电线路均应安装避雷器、避雷线等防雷装置。根据设计计算结果，针对不同的工程情况，采用不同的防雷措施。

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