國內(nèi)外高速鐵路及國家電網(wǎng)防雷對策
中國、日本以及德、法、意大利等歐洲國家高鐵發(fā)展程度較高。日本和歐洲國家地理位置及氣候差異大，雷電活動特征相差較大，因此高鐵的防雷措施也大不相同。 日本在60 年代就建成新干線，是全球最早實現(xiàn)高速鐵路商業(yè)運營的國家。作為西太平洋島國，日本雷電活動的頻次和強度遠(yuǎn)高于內(nèi)陸國家， 為保障高鐵新干線的運行安全， 根據(jù)線路重要性和所處區(qū)域的雷擊頻度依次遞減，劃分為A、B、C 三級區(qū)域，并分別采取全線、部分和不架設(shè)接閃線的措施。三級區(qū)域均在架空線接地處、變電所進(jìn)出線處、接觸網(wǎng)隔離開關(guān)等位置加裝電涌保護(hù)器。
歐洲地區(qū)地理位置和氣候原因，雷暴并不活躍，高鐵防雷措施也較簡單。作為高鐵運營里程僅次于中國的德國，高鐵網(wǎng)遍布全國，其城際快線（ICE）時速達(dá)320 km。根據(jù)有關(guān)部門監(jiān)測，德國高鐵的接觸網(wǎng)每百公里每年僅可能遭受1 次雷擊。為兼顧防雷和建設(shè)成本， 僅在雷電相對頻繁的區(qū)域加裝電涌保護(hù)器以鉗制感應(yīng)雷電過電壓， 其他地方無任何防直擊雷措施。
國家電網(wǎng)的高壓輸電線路為保障供電安全根據(jù)電壓等級采取針對性的防雷措施。35 kV 以下架空線路絕緣水平低，直接利用混凝土柱內(nèi)鋼筋自然接地，不架設(shè)接閃線；110 kV 線路最上方均布設(shè)接閃線以降低雷擊造成的損失；330 kV 以上線路全程架設(shè)雙接閃線。由于完善的防雷設(shè)施，國家電網(wǎng)抗雷擊能力較強，高鐵在“7·23”因雷擊造成一系列故障期間，電力系統(tǒng)對溫州附近高鐵車站、 變電所供電專線均運行正常，未受雷雨天氣影響。
不同于國外，中國構(gòu)建的“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)，橫跨經(jīng)緯度廣闊，地理環(huán)境、氣候環(huán)境多種多樣。牽引網(wǎng)和供變電所組成高鐵動力供電體系， 多數(shù)高鐵線路為高架橋路段.高鐵的供電線路及接地系統(tǒng)如圖1 所示，雷電可能擊中高鐵供電系統(tǒng)的不同部位，造成雷電災(zāi)害。
高鐵防雷措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)缺點分析
目前高鐵采用的主流防雷措施包括架設(shè)接閃線、加設(shè)電涌保護(hù)器、安裝并聯(lián)間隙三種，本節(jié)著重比較分析各項措施的優(yōu)缺點及其造價成本。 接閃線 接閃線是架設(shè)在線路最上方的線路， 在地閃先導(dǎo)向下發(fā)展時形成局部電場強度較高空間產(chǎn)生向上先導(dǎo)，形成閃電通道，使地閃僅對接閃線放電，有效接閃分流，對高鐵接觸網(wǎng)發(fā)揮屏蔽功能。有效降低高鐵接觸網(wǎng)遭雷擊概率和絕緣子擊穿閃絡(luò)現(xiàn)象， 減少雷電災(zāi)害造成的跳閘率和損失。接閃線架設(shè)成本約為每公里2 萬元。