余 韬

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

1 概述

接触网大多为露天供电装置，雷击事故较为频繁，如果缺少有效防护，可能导致绝缘子损坏，击穿支柱混凝土保护层，造成线路跳闸等，影响电气化铁路的运营，因雷击导致人员伤亡、设备损坏的事故也屡见不鲜。由于接触网无备用冗余的特殊性，为了铁路安全运行，应采取必要的防雷措施。本文通过详细分析雷电对接触网的危害形式，并根据相应的危害形式提出对应的解决措施和计算方法。

2 雷电防护相关概念

2.1 雷电的形成

雷电是雷云之间或雷云对地面放电的一种自然现象。雷云对地放电虽然少，但对接触网系统而言，雷电事故均来源于此，该放电过程可分为三个阶段。

(1)先导放电阶段

由于静电感应，雷云电荷在地面感应出异性电荷，两者之间构成一个巨大的空间电容器。当雷云中的电场强度达到25～35 kV/cm时，空气开始游离，成为导电通道，叫做雷电先导。雷电先导分上行先导和下行先导，如图1，图2所示。

(2)主放电阶段

图1 雷电下行先导

图2 雷电上行先导

地面异性电荷经过先导通道与雷云电荷发生强烈中和，瞬时产生极大电流并发出光和声。主放电阶段一般为50～100μs，电流可高达数十万安培。

(3)余辉阶段

主放电阶段结束后，雷电中的残余电荷继续经放电通道泄流阶段。余辉电流一般为100～1000 A，持续时间一般为0.03～0.15 s。

2.2 雷击导线的临界距离

对于某一幅值为I的雷电流，当雷电下行先导距导线较近时，在假定不考虑导线周围支柱及避雷针等影响的条件下，由于导线的引雷作用，雷电将击在导线上，形成直击雷过电压;若下行先导距导线较远，雷电可能直接击向大地，在导线上感应出过电压。……