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摘要：目前，我国经济不断发展，从而带动了我国的交通运输产业，高速铁路已经成为了目前很多人出行的重要交通设施，并且普及度越来越广。随着我国高铁的行驶里程不断的增加，对于高铁行驶当中的安全也是一个很大的问题，特别是高铁铁路牵引供电接触网的雷电防护问题，这也是推动高速铁路发展的重要技术。本文就针对高速铁路牵引供电接触网的防雷技术进行研究探讨。
关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；雷电防护；交通运输
引言：
高速铁路目前在我国很多地区都普及了，由于高速铁路的特性，所以高速铁路就需要牵引供电系统来保证高铁的正常运行。当遇到雷雨天气的时候牵引供电系统就会进行雷电防护，以免高铁在行驶过程当中，由于断电给乘客带来安全隐患。目前对于高速铁路牵引供电接触网的雷电防护技术的研究有着很重要的意义。
一、高速铁路牵引供电系统雷电防护的缺陷
1、直击雷电的防护问题
高速的铁路牵引供电系统在电压等级上来说是相当于电力系统的35KV，所以当在进行雷电防护的时候，需要参考35KV输电线路以及普通高速铁路接触网的规范。而且在所有的接触网防雷线当中没有安装避雷线，所以就需要在关键的设备上安装避雷器。在高速铁路中也会有很多的高架桥，高架桥接触网在对地高度上相当于110KV的架空路线。由于高架桥上并没有安装避雷线，这就导致容易受到雷电的危害。在很多时候，直击雷入侵高铁供电系统是从以下三个方面进行入侵的；第一个就是对于承力索进行雷击，如果雷电入侵承力索之后，这个时候腕臂绝缘子就会发生闪络提示；第二种入侵方式就是对于正馈线进行雷击，这种方式进行雷击的时候就会导致悬式绝缘子发生闪络；第三种就是对于保护线路进行雷击，这个时候就会导致二种绝缘子同时发生闪络现象。
2、冲击接地电阻问题
高速铁路相对于普通的铁路有着很多的特点，例如高铁的速度比普通的快很多，所以其牵引电流就会比普通的要大很多，以及钢轨的泄露电阻也会比较大。高铁的维修养护人员很容易发生触电的事故，并且由于时间的增加，绝缘也在不断的老化，从而也就会影响到高速铁路牵引供电系统的正常运行。所以针对以上情况，目前的高速铁路都是采用综合接地的方式，而且在部分的高铁路段还设置了地级，所设置的地级对于电阻有着很高的要求。在实际情况中高铁被雷击之后，在有限的部分中发生泄流，引起接地电阻超过了正常值，这就会导致了绝缘子发生闪络的现象。
3、不同地区雷电防护措施各有差异
在不同的地区，雷电和土壤的系数也会有差异，所以在高速铁路的建设当中，由于地区系数存在差异化，以及高铁的跨度很大，线路很擦很长，在一条线路上会有着很多不同的雷电以及土壤的系数，不同系数程度的雷电所带来的危害也是不同的，所以雷电防护需要根据每个地区来进行设置。但是在目前实际建设情况中，并没有将这种地区差异化考虑到进去，从而就会埋下安全隐患，对于雷电的防护也没有达到绝对的安全。
二、高速铁路牵引供电接触网雷电防护
在雷雨天气当中，要避免由于雷电给高铁运行带来安全隐患，就需要设置牵引供电接触网雷电防护进行雷电的防护工作。和国外的防雷技术相比，我国目前在高铁雷电防护上还是存在一些差异，有些技术并没有达到成熟的底部，所以需要不断的探索以及改进，从而给我国的人民出行更多的安全保障。
1、分析和计算接触网
按照目前国内外的接触网受到的雷击方式的分析以及计算，可以得出一下结论；如果说接触网所在的地区在一年之后所收到的雷电日比较多的话，就说明这个地区所遭受到了雷击频率也会很大。在通常情况下一个地区当中一年之内受到的雷击次数是受到年平均雷击次数的增加而增加的。在国际大电网会议中的计算，承力索距离地面的平均高度是在7米左右，而接触网的侧面界限视为.3米，所以可以根据这二个数据进行计算，得出接触网所收到的雷击次数。公式为N=0.122*Td（年平均雷电日数）*1.3。当在遭受雷击的时候，接触网上就会产生电压，这个时候电流就会通过支柱到地面，在这个时候支柱上的冲击过的电压产生，过电压的值和支柱的冲击接地的电阻，以及雷电的幅值相关联，并且其关系是非线性关系。另外由于雷击就会导致电磁场变化，从而就会和电流极性相关的感应电压产生，感应电压的数值是随着雷电的平均值以及接触网的导线高度增加而增加的。
2接触网的安装
目前我国的高速铁路的供电方式很多都是采用AT的方式，在这种情况之下，接触网的线路直接落雷的闪络概率采取的是电气的几何模型以及先导发展模型来进行计算的，计算的条件是：在自然雷击中很大部分都是为负极性，直击时候的电压是负极，在计算的时候采用绝缘子U50%为闪络的依据；另外根据雷暴日当天的20d以及40d的二种情况来进行计算。雷击闪络的次数和线路是和其暴露的宽度以及地闪的密度有关，线路的引雷面积是和线路总的暴露宽度乘上线路的总长度相同的，年雷击闪络的次数是线路的引雷面积以及地闪的密度相乘。所以根据以上可以得出当铁路的线路长度大于100千米的时候，就可以计算出百公里年闪络的次数是多少。
3、接触网防雷的原则
第一点，接触网防雷的原则是要根据高速铁路客运专线以及客运或者货运线路不同来进行规定的。所以根据线路运输方式的不同来制定针对性的防雷原则以及措施；第二点根据不同地区和不同站点的不同特征对于接触网防雷措施进行确定；第三点需要将实际跳闸的时间和雷区进行划分结合；第四代呢是需要将接触网和站房的防雷措施进行结合使用，在一定程度上能够增加其安全性；第五点是需要充分的利用好避雷针以及避雷线这些设备，将其结合起来进行使用；第六点是需要根据所在地区的地理位置以及自然条件，对于所在地区的防雷设施的密度和强度进行设计调整，从而能够在保证安全的基础之上增加其效果。
以下对于防雷提出了一些建议；第一是在一些多雷雨的地区和地段，以及比较空旷的地带加强防雷的设备以及措施；第二点是在架设绝缘避雷针以及避雷线的时候，需要根据当地地区的接触网所收到的雷击次数以及强度来进行设备的安装，雷击次数和强度越大，设备安装的密度就越大，安装人员根据实际情况来进行合理的调节，从而能够有效的避免高铁遭受雷击；第三就是在接触网的顶部设置好避雷设备，避雷针设置的数量需要根据当地的雷电日来进行设置的；第四点是根据一些数据来进行计算，从而对于避雷针以及避雷线的有效防止雷击的范围进行保证；第五点对应支柱旁边的高压带，需要提前预置好防雷设施，从而减少雷击对于接触网高压部分的放电量；第六点就是通过布避雷针以及避雷线等等防护措施，来减少线路由于雷击带来的损害，而且避雷设施需要单独进行接地，这样能够很大程度上缓解避雷设备受到的电量。
三、结束语
综上所述，目前我国高铁在防雷技术方面，还是存在很多的不足，相比于国外技术来说，还是需要很大的努力。所以为了确保我国高铁供电系统能够正常工作，确保游客的生命安全，高铁维修以及技术人员必须要不断的学习防雷知识，从而才能够保证高速铁路牵引供电接触网能够正常运行下去。另外也需要不断学习国外先进的雷电保护措施，并且应用到我国的高铁避雷技术上，保证乘客的生命安全。
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