隧道柔性接觸網(wǎng)的作用是保證地鐵在高速條件下的安全運(yùn)行，在地鐵系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用，在雷雨季節(jié)容易受到雷擊導(dǎo)致其損壞，從而造成供電接觸網(wǎng)斷電。今天，鈞和電子分享地鐵隧道柔性接觸網(wǎng)的防雷措施。
一是，遭遇雷電故障事故分析
由于城市軌道交通有很大一部分將處于露天環(huán)境中，這部分設(shè)備可能會(huì)因惡劣環(huán)境的影響而跳閘。同時(shí)，軌道車廂的牽引負(fù)載也與行車列數(shù)、客流量、氣候環(huán)境等參數(shù)相關(guān)，當(dāng)旅客量愈多，行車列數(shù)愈多，牽引供電負(fù)載也愈大，因此客流量的變化和牽引負(fù)載的變化也極為接近，不管在高峰時(shí)段還是在氣候基本重合點(diǎn)時(shí)間，兩者都具有很強(qiáng)的相關(guān)性。在不良?xì)夂蛳拢纂姼袡C(jī)會(huì)直接與線路聯(lián)系，從而造成了市內(nèi)的軌道交通電網(wǎng)電壓過高。在雷擊條件下，電壓會(huì)瞬間形成數(shù)千伏的電流，直接傷害城市軌道運(yùn)輸線路，導(dǎo)致軌道交通的暫停運(yùn)作。
雷擊接觸網(wǎng)時(shí)，若接近被擊點(diǎn)支柱上絕緣子閃絡(luò)，雷電流入地且不形成過電流，則對(duì)柔性接觸網(wǎng)的供電運(yùn)行損害也不會(huì)很大。由于每一次對(duì)通信設(shè)備作用持續(xù)時(shí)間僅為微秒數(shù)量級(jí)，通過接觸網(wǎng)供電的自動(dòng)重合門等保護(hù)裝置，可以切斷工作頻段的入地續(xù)流。但主要存在問題就是，一旦接近被擊點(diǎn)的支持絕緣子閃絡(luò)，當(dāng)雷電直注入地，將在支撐的等值電感、支架和鋼軌的等值連接電流基礎(chǔ)上，形成巨大的沖擊電流下降。這些電壓降將以行波方法持續(xù)作用于接觸網(wǎng)。一方面由于雷電流幅與較陡的線性相關(guān)系數(shù)大約為0.6，這就體現(xiàn)為隨著電流幅值的增大，其陡性變化也相應(yīng)增大，但波長(zhǎng)寬度變動(dòng)不大，所以，更強(qiáng)大的雷電能力就表現(xiàn)在電流波長(zhǎng)的陡性變化上，在支柱等值電感、連接電阻上的碰撞壓降變化較大。如果這個(gè)電流達(dá)到了接觸網(wǎng)的絕緣水平，就仍然產(chǎn)生支撐絕緣子閃絡(luò)，即：在閃電流產(chǎn)生一次支撐絕緣子閃絡(luò)之后，剩下的電能仍可以產(chǎn)生多點(diǎn)閃絡(luò)。但是由于支柱的接觸電阻比鋼軌過渡電阻較大，且雷電流的泄漏路徑并不通暢，一處閃絡(luò)后，殘余的動(dòng)能仍相當(dāng)大，就能導(dǎo)致一系列支持絕緣子的相繼閃絡(luò)。很明顯，當(dāng)多個(gè)支持復(fù)合懸式絕緣子相繼閃絡(luò)，不僅造成總的工頻運(yùn)行入地續(xù)流增多，也同時(shí)造成了閃絡(luò)事件的時(shí)間增多。這都可以造成由接觸網(wǎng)供電的手動(dòng)重合閘等安全保護(hù)器無法有效地切斷故障。
二是，雷電防護(hù)對(duì)策
（一）提升絕緣子性能
危害絕緣子性能的因素主要有產(chǎn)品中電氣絕緣子的污穢程度和表征方式、油漆污染區(qū)域的化學(xué)特性，以及外絕緣的選擇、輸電線路復(fù)合懸式絕緣子污閃事故，對(duì)的正常安全運(yùn)營產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。在日益嚴(yán)重的世界污染大氣環(huán)境條件中，輸電線路絕緣子將面對(duì)日益強(qiáng)烈的污閃危險(xiǎn)。關(guān)于影響電纜絕緣子污閃壓力的原因眾多，中外專家學(xué)者開展了深入的研討，在二十世紀(jì)初期得到了人們的普遍重視，在20世紀(jì)50年代，世界上污閃事故形勢(shì)尤為嚴(yán)峻。
絕緣子污染主要受內(nèi)外環(huán)境因素的影響，單個(gè)因素?zé)o法有效反映在實(shí)際工作狀態(tài)下的雜質(zhì)附著狀況。目前的絕緣子運(yùn)行雜質(zhì)表征試驗(yàn)、污穢附著量測(cè)試、絕緣子人工污穢試驗(yàn)、線路工作關(guān)系研究與模擬試驗(yàn)等，無法全面真實(shí)、精確地掌握在交流、直流領(lǐng)域絕緣子的產(chǎn)品污穢特征，也無法更新污穢區(qū)域劃分，從而造成除絕緣保護(hù)裝置之外的所有傳輸線均發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。
隨著電子雜質(zhì)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)展，綜合了各種測(cè)量方式，研制新型測(cè)量傳感器也逐漸成為了熱點(diǎn)話題。如采用led光纖傳感器的漏電流檢測(cè)器，以及采用懸臂梁技術(shù)的泄漏電壓測(cè)量。輸出電流的無源強(qiáng)度調(diào)制型光纖電流感應(yīng)器，以及新型泄漏電流密度探測(cè)器的研發(fā)是國內(nèi)外科研工作的重要進(jìn)展。由于機(jī)器視覺技術(shù)同時(shí)具備采集非接觸測(cè)量、光譜響應(yīng)區(qū)域范圍廣、工作持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)確度高等多種優(yōu)勢(shì)，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)的接觸網(wǎng)復(fù)合懸式絕緣子污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在中國高鐵、城市軌道交通系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。同時(shí)通過選取恰當(dāng)?shù)男拚Ｐ图靶Ｕ禂?shù)，還能夠有效提升組合預(yù)報(bào)模式的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。
（二）架空接觸網(wǎng)
目前，避雷的常見做法就是架空接觸網(wǎng)地線，類似于避雷針的原理，架空地線可以有效防止一定的雷擊，將電流導(dǎo)入大地。同時(shí)，架空地線應(yīng)采取柱頂安裝方式。
（三）地電位均衡器
根據(jù)電纜長(zhǎng)度和其他系統(tǒng)條件安裝不同的均衡器均衡電路電壓。為了使用傳統(tǒng)方法調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的電壓水平，技術(shù)人員必須在現(xiàn)場(chǎng)交換具有不同損耗與頻率響應(yīng)水平的離散傾斜網(wǎng)絡(luò)。離散傾斜網(wǎng)絡(luò)的使用迫使網(wǎng)絡(luò)安裝人員維護(hù)廣泛的傾斜網(wǎng)絡(luò)并手動(dòng)更換傾斜網(wǎng)絡(luò)，而不是簡(jiǎn)單地調(diào)整調(diào)諧電壓以優(yōu)化傾斜水平。第三濾波器網(wǎng)絡(luò)可以連接在可變衰減網(wǎng)絡(luò)和地電位之間。、第二和第三濾波器網(wǎng)絡(luò)修改可變衰減網(wǎng)絡(luò)的性能以產(chǎn)生通過輸入端口和輸出端口之間的裝置的射頻信號(hào)的特定傾斜。通過調(diào)整和第二控制信號(hào)中的至少一個(gè)，可以選擇特定的傾斜度，從而平衡電壓。
（四）加裝避雷器
避雷裝置可以利用其非線性伏安特性控制絕緣子兩端的工作電流，使絕緣子不產(chǎn)生閃絡(luò)，并控制工頻運(yùn)行續(xù)流，從而避免了線路與通訊裝置的跳閘。避雷裝置具備了保護(hù)性能好的優(yōu)勢(shì)，而劣勢(shì)就是成本略高。一般避雷裝置主要包括了帶并聯(lián)間隙與無間隙兩類，無間隙的避雷裝置長(zhǎng)期受系統(tǒng)工作電流的影響，閥片流過時(shí)泄漏電流，長(zhǎng)期工作會(huì)促進(jìn)避雷裝置閥片的老化，所以必須定期加以保養(yǎng)。而帶并聯(lián)間隙避雷裝置則解決了上述的弊端，在一般工況下不能耐受系統(tǒng)工作電流，只有在雷電過電壓擊穿間隙的狀況下避雷裝置才能工作，因此具備免維修、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，即便避雷裝置自身出現(xiàn)了故障仍可以發(fā)揮并聯(lián)間隙的功能。目前，帶串聯(lián)間隙避雷裝置在國內(nèi)的電力系統(tǒng)中已獲得廣泛應(yīng)用。
三是，提高地鐵遭遇雷電故障自愈能力
隨著電力可靠性和*性的逐步提高，自愈能力已成為未來*電力控制系統(tǒng)的重要核心功用。就地鐵電力控制系統(tǒng)來說，它還應(yīng)該具備必要的自愈能力，即控制系統(tǒng)中當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)在故障、外部失電、故障過載告警等情形時(shí)，可以隔離故障，重建控制系統(tǒng)，從而恢復(fù)到正常連續(xù)用電狀況。110kv電力側(cè)、35kv交流及中壓電網(wǎng)、1500v直流牽引電網(wǎng)、400v供電系統(tǒng)等，需要有自己獨(dú)立的自愈能力，也需要在連鎖故障甚至特大故障情況下具有系統(tǒng)的自愈能力，以確保對(duì)每個(gè)電力負(fù)荷的連續(xù)供電。
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