国内外高速铁路及国家电网防雷对策
中国、日本以及德、法、意大利等欧洲国家高铁发展程度较高。日本和欧洲国家地理位置及气候差异大，雷电活动特征相差较大，因此高铁的防雷措施也大不相同。 日本在60 年代就建成新干线，是全球最早实现高速铁路商业运营的国家。作为西太平洋岛国，日本雷电活动的频次和强度远高于内陆国家， 为保障高铁新干线的运行安全， 根据线路重要性和所处区域的雷击频度依次递减，划分为A、B、C 三级区域，并分别采取全线、部分和不架设接闪线的措施。三级区域均在架空线接地处、变电所进出线处、接触网隔离开关等位置加装电涌保护器。
欧洲地区地理位置和气候原因，雷暴并不活跃，高铁防雷措施也较简单。作为高铁运营里程仅次于中国的德国，高铁网遍布全国，其城际快线（ICE）时速达320 km。根据有关部门监测，德国高铁的接触网每百公里每年仅可能遭受1 次雷击。为兼顾防雷和建设成本， 仅在雷电相对频繁的区域加装电涌保护器以钳制感应雷电过电压， 其他地方无任何防直击雷措施。
国家电网的高压输电线路为保障供电安全根据电压等级采取针对性的防雷措施。35 kV 以下架空线路绝缘水平低，直接利用混凝土柱内钢筋自然接地，不架设接闪线；110 kV 线路最上方均布设接闪线以降低雷击造成的损失；330 kV 以上线路全程架设双接闪线。由于完善的防雷设施，国家电网抗雷击能力较强，高铁在“7·23”因雷击造成一系列故障期间，电力系统对温州附近高铁车站、 变电所供电专线均运行正常，未受雷雨天气影响。
不同于国外，中国构建的“八纵八横”高速铁路网，横跨经纬度广阔，地理环境、气候环境多种多样。牵引网和供变电所组成高铁动力供电体系， 多数高铁线路为高架桥路段.高铁的供电线路及接地系统如图1 所示，雷电可能击中高铁供电系统的不同部位，造成雷电灾害。
高铁防雷措施的技术经济性及优缺点分析
目前高铁采用的主流防雷措施包括架设接闪线、加设电涌保护器、安装并联间隙三种，本节着重比较分析各项措施的优缺点及其造价成本。 接闪线 接闪线是架设在线路最上方的线路， 在地闪先导向下发展时形成局部电场强度较高空间产生向上先导，形成闪电通道，使地闪仅对接闪线放电，有效接闪分流，对高铁接触网发挥屏蔽功能。有效降低高铁接触网遭雷击概率和绝缘子击穿闪络现象， 减少雷电灾害造成的跳闸率和损失。接闪线架设成本约为每公里2 万元。 架设接闪线可选择在顶端加设架空地线、利用加强线兼作接闪线及抬高PW 线的形式。加设架空地线的方式相对简单，成本不高，防护效果好，但是加重支柱承重；加强线兼做接闪线时，与接触网及变电所T 线隔离，并在支柱固定处做好接地，可降低线路雷击跳闸率；抬高PW 线做接闪线并不影响其本身保护接地功能，性价比最高。 电涌保护器 电涌保护器是目前应用最为广泛，技术最为成熟的防雷方式， 也是高铁接触网较为常见的雷电防护措施。由于高铁多地处偏僻山区，多高架桥路段，安装及维护不便， 因此尽量采用较为轻便且密封较好，耐用型的电涌保护器，且针对接触网绝缘水平及绝缘子放电特性匹配选型，以延长维护周期。 理论上， 若将高铁线路每根支柱上加设电涌保护器，可将雷击引起的跳闸率降为零，但实际工程应用上，为兼顾成本及防雷效果，仅在多雷空旷区域、山区高点等突出重点位置加设浪涌保护器。电涌保护器的优点是能迅速泄放雷电流，钳制雷电过电压，无放电时延，缺点是造价较高，若按每隔一处杆塔加设浪涌保护器，其造价约为每公里3 万元，且后期维护较困难。 并联间隙 当高铁线路遭受雷击出现雷电过电压时， 绝缘子会发生闪络现象，导致高铁线路跳闸，此时电路会启动自动重合闸迅速恢复供电， 但绝缘子自身却已闪络损坏。常采用并联间隙作为降低绝缘子闪络现象的措施。当绝缘子遭受雷击过电流时，并联间隙迅速击穿并导通，雷电流从绝缘子表面流过，有效避免绝缘子裙因瞬时高温产生炸裂隐患， 进而保护绝缘子，保护高铁线路。 相对于其他两种防护方式，并联间隙成本更低，结构简单，其造价约每公里1 万元，可在所有绝缘子全面安装；缺点是击穿电压较低，拉低高铁接触网整体耐受电压水平，频繁引起雷击跳闸，不适合重点线路。 我国的高铁由供变电所和牵引网线路组成，供变电所与国家电网相连接， 均按照电力系统规范要求，在建、构筑物顶部设置接闪杆、接闪带等防直击雷措施， 并在电源线路安装电涌保护器等防感应雷设施，形成较为完善且安全可靠的防雷系统措施。而在牵引网线路上，绝大多数线路未安装接闪线，未设置任何防直击雷的设施， 仅部分线路在隧道出入口等关键部位加设浪涌保护器， 个别线路在雷电高发区高架桥支柱加设并联间隙，但线路对地高度较高，雷电流泄放入地需经过柱内钢筋，接地线行程较长，接地电阻值较高。 国内高铁接触网防雷改进建议 制定并完善高铁防雷技术规范 中国高铁牵引网与电力系统有很多相似之处，但在防雷措施方面， 并未吸收电力系统成熟的防雷经验， 在高铁设计规范中并未强制加设接闪线的相关规定，仅仅采取与电力系统相类似的防雷措施，使得高铁系统易遭雷击，并发生雷击引起的派生故障。应在总结经验，分析各类雷电特性基础上，积极开展接触网雷击跳闸率、雷电防护水平等综合研究，推动修订并完善 《高速铁路接触网雷电防护技术导则》、《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》《铁路综合接地设计通用图》 等一系列高铁防雷技术国家标准体系，以统一相关部门认知，推动新建高铁线路及现有线路防雷设施改造。 加强高铁线路雷电监测 我国高铁交通网络杆塔支柱密集，线路狭长，多为复线或并行方式， 这对高铁沿线的雷电监测数据的精准度提出较高要求。但国内的雷电监测工作起步较晚，数字化程度较低，雷电数据资料较少，对高铁线路的雷电数据监测分析不够导致无法采取针对性的雷电防护措施。 为更好的服务高铁防雷， 需要做好高铁线路的雷电监测工作， 开发利用创新型的雷电监测系统工具，实时监测雷电数据，记录雷电发生时间、极性、雷电流幅值、波形、回击次数等各项参数，分析统计各区域地闪密度、雷电特点等，记录高铁出现的雷击故障信息， 为高铁线路的防雷措施提供针对性的数据支持，并实现对重点线路的雷电活动进行预警预报，提前采取预防性措施，有效降低雷击引起的损失。 针对性做好高铁的防雷改造措施 根据高铁运行经验， 结合各条线路雷电监测数据，综合考虑已采取的防雷措施、线路所处区域接地电阻、土壤电阻率、地形地貌以及设备绝缘水平等各种参数， 对高铁沿线发生雷电灾害的概率以及造成的损失进行风险等级评估，做好雷电灾害风险评估。