高速铁路接触网：哪些导线最怕雷击，防护怎么补？

郑小暖

高速铁路接触网：哪些导线最怕雷击，防护怎么补？

高速铁路接触网是沿轨道上方架设、为电力机车或动车组输送电能的供电网络，标称电压27.5kV。其结构直接关系供电可靠性和行车安全。本文围绕接触网的结构组成、各导线功能以及雷击风险与防护措施展开，帮助职工建立清晰的系统认知和故障判断基础。

核心结论：在AT供电方式下，正馈线（F线）是接触网中最易遭受雷击的导线，其悬式绝缘子雷击闪络概率远高于腕臂绝缘子，是雷害防护的重点对象。传统设计几乎不架设避雷线，新型结构则通过在支柱顶端增设架空避雷地线（GW线）来提升耐雷水平。

接触网主要由支柱和导线系统组成。在AT（自耦变压器）供电方式中，导线系统较为复杂，包括传输线（T线）、承力索、正馈线（F线）和保护线（PW线），它们协同工作以实现高效、低干扰的电能传输。AT供电方式下，牵引变电所主变压器输出二次侧分别接于牵引母线（T）相和（F）相，每隔10~15km设立一个自耦变压器所，并联接入牵引网中。变压器首端和末端与接触网的（T）相和（F）相相连，绕组中点与钢轨相连接。接触网和正馈线中的电流大小相等、方向相反，且电流大小仅为电力机车电力的一半，减少了电弧对接触网烧伤和受电弓滑板等问题，对邻近通信线路的干扰大大降低。与其它供电方式相比，线路上的电压降可以减少一半，供电臂可延长一倍，达到50km~60km。

各导线的功能定位如下。T线（传输线）负责电能传输并向列车供电，与F线架设在同一支柱上，相对距离较小，对中性线电压为27.5kV。F线（正馈线）与T线一起构成电能传输线，对中性线电压也为27.5kV，相位与T线相反。F线位于接触网外侧最高点，构成了对T线、PW线的屏蔽，直击雷和感应雷都主要对F线造成威胁。PW线（保护线）为中性线，主要作用是避免接触网支柱接地部分直接与轨道相连，以减少对轨道电路的干扰；在接触网发生接地故障时，PW线为短路电流提供通道，有利于提高继电保护动作的可靠性；在高架桥接触网中，PW线起保护回流作用。GW线（架空避雷地线）是为提高接触网的耐雷水平，在立杆支柱顶端架设的一条架空避雷地线，直接固定在支架上并与钢柱相连，属于新型接触网结构的防雷措施。

雷击侵入接触网的途径主要有三个：雷击正馈线（F线），使悬式绝缘子发生闪络；雷击承力索，使腕臂绝缘子发生闪络；雷击保护线（PW线），两种绝缘子均可能闪络。其中，F线位于接触网外侧最高点，构成了对T线、PW线的屏蔽，直击雷和感应雷都主要对F线造成威胁。牵引网AF线（即F线）悬式绝缘子雷击闪络概率远高于腕臂绝缘子雷击闪络的概率。京津线2009年统计数据表明，AF线绝缘子的破坏概率超过了T线绝缘子破坏概率的10倍。京沪等其他高速铁路中也有同样的现象。原因分析：AF线位于承力索外侧，且略高于承力索，对承力索有屏蔽保护作用，因此雷击两侧F线的概率比雷击承力索的概率要大得多。

接触网常见故障类型包括：导线磨损（机械磨损、电腐蚀、温度应力）；悬挂零件损坏（绝缘子闪络/破损、线夹锈蚀/变形、吊弦断裂）；接触不良（螺栓松动、接触面氧化）；导线断线、弛度不足或过大；绝缘子污闪或闪络；接触网过热；支柱或基础损坏。故障原因分为自然因素（大风、覆冰、雷击、温度剧烈变化）、车辆因素（列车冲击、振动）、人为因素（误操作、外力破坏）以及设备自身缺陷、维护不到位。

传统接触网防雷设计中，在整个接触网防雷线中几乎不架避雷线，只把避雷针加在几个比较关键的设备处。新型结构则通过在支柱顶端假设施架空避雷地线（GW线）来提高耐雷水平。需要说明的是，目前资料中未提供接触网巡视检查、检修、防雷设施安装与维护、故障抢修以及参数测量与调整等具体作业流程，现场作业应以现行有效文件和调度命令为准。

引用依据

高速铁路接触网结构、导线功能与雷击防护_知识库参考包（含牵引网的供电方式与接触网结构、铁路行业铁路供电设备维修工面试试题及答案、接触网的供电方式及其供电示意图等资料）

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