为什么高铁频频被雷倒？

(南方都市报  www.nddaily.com SouthernMetropolisDailyMark 南都网)

    ●信号设备遭雷击出故障引发动车追尾

    ●雷电极端天气多次造成高速铁路故障

    ●气象预警和气候可行性论证亟待重视

    7月23日20时38分，温州气象台发布温州市区、文成和泰顺的雷电黄色预警信号，预告阵雨、强雷电。约一个小时后，两列动车在温州西郊双屿镇高架桥发生追尾。上海铁路局称，初步查明事故原因是存在缺陷的信号设备遭雷击后显示错误。

    事实上，早在“7·23”特大交通事故发生前，雷电与列车屡屡“相克”早已引起关注。本月初，京沪高铁因雷雨四天发生三次故障，被推上风口浪尖。铁道部发言人王勇平曾解释，恶劣天气下自动切断电源，体现了“故障导向安全”的设计理念。

    但普通人显然难以接受这种解释。印象里，比起航空、水路和公路交通，铁路交通受天气影响的程度最小。理应更先进的高铁，为什么会频频因为雷电天气而出现故障呢？疑惑仍然待解。

    高空避雷设施难防“滚地雷”

    人们的这种普遍印象只涵盖了车厢里旅客的安全———当时火车的牵引动力是煤和油，乘客坐在车厢里一般不会遭到雷电袭击———多数人却不知道，雷电击中信号系统而导致列车停驶的案例当时就很多。

    时至今日，铁路牵引动力已改用电力，类似于城市里的有轨电车，“下面是铁轮子，上面有个接触网”。高速铁路的接触网在正线上一般通过两条25千伏高压线供电。接触网的“高高在上”，正是雷电防护的关键所在。

    国际电工委员会中国专家关象石介绍，接触网和它们的支柱“单腕臂柱”之间有一个绝缘子，“它的作用就是阻断高压线上25千伏的电流通过支柱流入地面的可能性，从而实现对地断路。”与输变电高压电力系统相比，铁路系统具有更高的“雷击概率”。

    关象石透露，电力系统的高压线往往会多加一根避雷线防雷。“经常使用的避雷线横截面积是50平方毫米，而铁路接触网电线的横截面积达到前者的三倍(150平方毫米)，一般情况下不会因雷击断掉。但是在25千伏的牵引线上可能因雷击产生很高的过电压(注：过电压是指电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高)。”

    中国工程院院士王梦恕表示，包括京沪高铁、甬温高铁在内的所有中国高铁，都有避雷设施；但其避雷针等避雷设施通常只防高空雷击，却难防止“滚地雷”，“除了青藏高原，中原地区极少有滚地雷发生，因而京沪高铁设计时并未从这方面考虑。”王梦恕认为，极偶尔发生的“滚地雷”也有可能导致“接触网故障”。他认为，屡屡发生的雷电击中高铁供电网事故，应该引起铁路部门的重视，及时进行相应调整。

    当雷电直接击中信号设备？

    具体到“7·23”追尾事故，关象石此前认为，除了雷击造成断电外，也有可能是通讯信息传输线路受影响。在他看来，铁路系统的牵引网与电力系统有很多相似之处，但高速铁路设计规范中却没有向后者那样，对一定级别的线路强制架设避雷线，是问题的关键；他所提及的两种可能先后出现在舆论漩涡中心。

    事故发生次日，中央电视台曾报道说，经初步调查，事发前，闪电造成了前方列车停电停车。作为对事故原因的最早解释，这一说法广泛流传，一直遭到质疑：追尾两车在同一供电网下行驶，若前车因停电停车，后车为何能照常前进？

    两位目击者作证说，在被追尾撞击前，D 3115次车正要起步。电力部门也表示，在事故发生前后，给乐清、温州、苍南3座电铁牵引站供电的6回220千伏线路，给温州南站、永嘉站2个火车站供电的3回10千伏专线均未受雷雨天气影响，运行正常。

    “不排除雷电直接导致高铁信号设备故障，但雷击可能性小，毕竟，轨道及信号设备都应该有严密的防雷设备。”同济大学铁道与城市轨道交通研究院常务副院长谢维达教授认为。本报昨天对事故发生原因进行探究。多项证据显示，事故可能因信号系统故障而起，昨天上午上海铁路局公布的结果证实了这项推论。

    上海铁路局局长安路生说，初步分析，“7·23”动车事故是由于温州南站信号设备在设计上存在严重缺陷，遭雷击发生故障后，导致本应显示为红灯的区间信号机错误显示为绿灯。由此可见，尽管没有使得列车停电，强雷电极端天气仍是这场事故的制造者之一。(南方都市报  www.nddaily.com SouthernMetropolisDailyMark 南都网)

    高铁运营气候预警应先行

    随着高铁在中国大地全面铺开，如何应对雷电等极端天气的潜在威胁？“7·23”事故又能否成为脆弱高铁“自强”的契机？

    在南京大学气象专家余志豪看来，对天气的有效预报可能是有效方法之一。他说，高铁比普通列车速度快得多，雷电、大风、暴雨、冰雹、积雪等灾害性天气都可能对其运行或路基、桥梁、电网等设施产生影响。加上高铁又是电气化铁路，动力来源于车顶的受电弓，从高压接触网获得动力，受雷电的影响比较大。(南方都市报  www.nddaily.com SouthernMetropolisDailyMark 南都网)

    “京沪高铁开通十多天，就因为雷电的影响和供电故障，而出现停车晚点的事故，这已经在提醒我们，高铁对天气条件是敏感的。铁路部门应当意识到加强防雷等天气预警的重要性。”余志豪说，目前的气象监测水平，一旦在铁路沿线的某个城市捕捉到雷电，通过雷达完全可以跟踪到雷电移动的大致方向，从而可以提前做出预警。

    余志豪说，高铁应对气象因素的影响，在设计之初就有充分的考虑，但是避免天气对它的真正影响还需要一个实践的过程，铁路部门与气象部门需要加强合作，开展科研课题，各地方气象台也要尽快建立起互通互用的机制，提供气象预警，帮助列车快速反应、及时处置，尽可能地将可能遇到的灾害风险降至最低。

    “高铁是新技术的高度合成，天气因素会对高铁产生哪些具体的影响，是否需要与铁路部门合作开展高铁气象监测预警，的确有气象专家提出过要研究。但与高速公路属地化管理不同，高铁涉及到多个省市，和谁合作，监测预警平台怎么建立，单独靠地方气象部门很难完成，需要更高一级的部门来协调。”气象部门有关人士坦言。

    相比还待建立的预警，已实施的气候可行性论证可能是更现实的保障。中国气象局公共气象服务中心专业气象室主任赵琳娜透露，进行一定的气候可行性论证，可以最大程度避开气象灾害的高发区。

    以已经开工建设的兰新二线铁路专线为例，其进入甘肃和新疆境内时，要经过著名的烟墩风区、百里风区、三十风区，历史上曾监测到的新疆境内的最大风速达到过60米/秒，大大超过了普通台风的风力强度，因此就在设计阶段、线路选择等多方面必须进行实地监测和气候可行性论证。“防御气象灾害已经成为国家公共安全的重要组成部分。”赵琳娜说。

    ■ 链接

    近年因雷击造成火车事故一览

    2011年7月23日

    “7·23”甬温线特大事故发生前数小时，厦门开往杭州的D 3212次动车同样遭遇雷击，导致列车停驶，但无人伤亡。

    2011年7月3日

    京沪高铁曲阜、滕州、枣庄区段供电线路遭雷击，造成接触网故障，北京开往上海方向的G 151次等12趟列车不同程度延误。

    2009年8月22日

    上海开往杭州的D 5673次动车，晚点1小时36分后发车，途中又停车近半小时，次日广东东莞发生类似事故。原因疑为接触网遭雷击出现断裂。

    2007年7月10日

    上海开往南京的D 406次动车被雷电击中，电弓受损导致列车停驶，晚点70分钟。

    2006年8月3日

    京广线汉口至黄陂横店段，因供电设施遭到雷击，中断一个多小时。20余趟南下客车晚点，最长达5小时。

    2005年5月2日

    铁路电网在广东韶关遭到雷击，造成京广线南段20多公里电网全线断电100分钟，至少10列火车瘫痪在铁路上。

    □采写：叶飙