1.國內電氣化鐵路受雷電情況

我國地理面積廣闊，不同地區氣象條件差異很大，依據雷電日的不同，分為少雷區、多雷區、高雷區、強雷區和超強雷區。依據建筑物電子信息系統防雷技術規范GB50343-2012 3.1.3規定，我國把年平均雷暴日數T>90的地區叫做強雷區，40<T≤90的地區為多雷區，25<T≤40的地區為中雷區，T≤25的地區為少雷區。我國各地雷暴日的多少與唯獨及距海洋的遠近有關，海南省級雷州半島雷電活動頻繁而劇烈，年平均雷暴日高達100-133。北回歸線以南一般在80以上，北回歸線到長江一帶約為40-80，長江以北大部地區多在20-40，西北多在20以下。

從上面2圖可以看出，我國電氣化鐵路干線，主要集中于中東部沿海及南方，而我國多數中東部沿海及南方地區均處于多雷以上地區，每年雷暴日均超過20日以上。兩個范圍有個高度的重合。從而可以得出，我國京滬、京廣、京九等幾條繁忙大干線每年都會有很長一段時間會受到雷雨天氣的嚴重影響，從而給安全運輸秩序帶來隱患，所以防雷工作在我國電氣化鐵路工作中是很重要的一大部分。

2.我國電氣化鐵路受雷擊影響情況

接觸網在無特殊有效的防雷措施情況下，遭雷擊閃絡的主要是直擊雷。根據接觸網高度的不同及雷暴的差異，直擊雷造成的跳閘占總的雷擊跳閘概率的95%-98%，而感應雷造成的跳閘總跳閘概率的2%-5%。據相關部門統計京津城際鐵路從2008年8月1日開通運行以來，因雷雨天氣導致牽引變電所跳閘事件每年均在20件以上。同時根據各鐵路局2011年12月提供的統計資料，京滬高鐵自聯調聯試以來，接觸網因雷雨天氣造成變電所跳閘事件204件。其中，北京局管內64件，濟南局管內18件，上海局管內122件，因雷擊造成了部分絕緣子損壞，給鐵路運輸帶來一定的安全隱患，同時也加大了運營維護的工作量。以下是幾個典型雷擊案例：

2.1、2011年6月7日18:34，武清變電所211、212斷路器跳閘，重合成功。經現場人員檢查發現永樂-武清區間846#支柱負饋線絕緣子因雷擊閃絡。

2.2、2012年6月9日20:46，清池變電所211#、212#斷路器跳閘，重合閘成功，當時雷雨大風天氣，通過巡視發現滄州站K210+035處37#W01F隔離開關絕緣子有雷擊閃絡痕跡。

2.3、典型照片：

    3.國內電氣化鐵路現有防雷主要措施

國內現有電氣化鐵路供電系統一般采取的防雷措施有：

3.1、沿線架設避雷線、避雷器和避雷針以防止雷直擊設備，避雷線采用比較廣泛，且可以利用原有的保護線或架空地線提高，因為當雷擊中金屬物體時，會使金屬導體的溫度急劇上升，甚至熔斷，但根據導體的材料及其允許的溫度，即可求出在所需通過的雷電流下，導體應具有的最小截面為 

式中，q為導體的截面（單位mm），I為雷電流的值（單位kA），t為雷電流的持續時間（μs）,k可根據所選材料及其所允許的工作狀態求得。經試驗和計算表明，金屬熔化的面積與電流成正比，而熔化的深度與電流的持續時間成正比，由于雷電流作用的時間很短，一般不會使直徑大于16mm的鋼筋熔斷。同時現有線路普遍使用的保護線及架空地線均為70平方毫米鋼芯鋁絞線，鋼芯截面積均大于16mm，完全滿足做避雷線使用，且節省了成本。

3.2、降低桿塔的接地電阻，部分桿塔安裝線路避雷器以提高線路耐雷水平，減少雷擊桿塔或避雷線后引起的絕緣閃絡。

3.3.采取自動重合閘措施保證雷擊閃絡后通過自動重合閘裝置自動合閘，回復供電。

3.4.在接觸網上安裝避雷器，當出現雷電過電壓時，避雷器動作，雷電流通過避雷器后沿支柱、支柱接地體泄入大地，從而避免了支柱上其他絕緣部件沿著表面閃絡。

4.國外電氣化鐵路現有防雷主要措施

4.1、德國鐵路防雷現狀

德國鐵路經實際測量表面，歐洲中部地區每100kM接觸網在1年的時間內可能遭受1次雷電沖擊。雷電對接觸網的直接沖擊會導致雷電沖擊過電壓，其在設計中考慮過采用過電壓保護裝置限制雷電過電壓，一般應用避雷器。同時他們也認為避雷器只能對過電壓進行有限的保護，一般只用于有頻繁。雷電存在的地段，在其它區段，無論是從經濟方面還是防護效益方面一般不考慮設置避雷裝置。

4.2、日本鐵路防雷現狀

日本由于其特殊的地理條件和氣象條件，在電氣化鐵道接觸網設計中國，根據雷擊頻度及線路重要程度，將國土的防雷等級劃分為A、B、C區域并規定了相應的防雷措施，A級區的雷害嚴重且線路重要，尋妖進行全面防雷保護全線接觸網架設架空避雷線同時在牽引變電所出口、接觸網隔離開關、電纜接頭或連接處、架空點終端設置避雷器;B及區雷害比較嚴重且線路重要，對部分特別需要的場所沿接觸網架設架空避雷線，同時在牽引變電所出口、接觸網隔離開關、電纜接頭或連接處、架空地線終端設置避雷器；C級區一般在牽引變電所出口、接觸網隔離開關、電纜接頭或連接處設置避雷器。

5.結論

我國現行電氣化鐵道接觸網防雷設計主要依據<鐵路電力牽引供電設計規范》(TB10009-2005)和《鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術暫行規定》的相關規定，只是簡單對線路根據雷電日的數量分4個等級的區域：少雷區、多雷區、高雷區、強雷區。但介于以上分析及近年來厄爾尼諾現象嚴重，極端天氣多發，而且隨著新建鐵路所處位置地形復雜，緊靠4個區域的劃分，以難以滿足日益提高的鐵路運行要求，現在還要將半山坡、高路基、空曠地域、大橋路段等地域進行認真統計，對包括這些地段的區域，都建議專門沿線路架設避雷線并在特殊設備位置按照避雷器，既有線路介于成本考慮，可以考慮將保護線改架到支柱頂部兼做避雷線使用，隨著日新月異的鐵路運行要求，防雷工作日益得到重視，其發展提高是必然趨勢，希望電氣化鐵路防雷工作能夠得到更多的投入及支持。

參考文獻

[1]中國建筑學會建筑電氣分會.電磁兼容與防雷接地[M].北京：中國建筑工業出版社，2010（1）

[2]TB10009-2005 鐵路電力牽引供電設計規范[s]

[3]中鐵電氣化勘察設計研究院有限公司.京滬高速鐵路接觸網防雷加強實施方案[D].天津，2012

[4]錢立新.世界高速鐵路，北京：中國鐵道出版社，2003

作者簡介：

池大維，男，助理工程師，工作單位：中鐵電化運管公司濟南維管處萊蕪維管段，通訊地址：山東省萊蕪市萊城區方下鎮韓家官莊東200米，郵編：271100，聯系電話：15141648967，Email：463051016@qq.com。

趙錫瑞，男，助理工程師，工作單位：中鐵電化運管公司濟南維管處萊蕪維管段，通訊地址：山東省萊蕪市萊城區方下鎮韓家官莊東200米，郵編：271100，聯系電話：18963538988，Email：446500637@qq.com。