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接触网类有关论文范文文献,与电气化铁路接触网防雷措施的相关论文格式模板

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摘要：针对国内电气化铁道部分线路遭受雷击较频繁的现状,本文对接触网遭受雷击跳闸情况进行了统计分析,借鉴国外接触网防雷措施,结合我国电气化铁道防雷措施的现状,同时参考国内电气化铁路防雷措施的研究成果,提出了我国电气化铁路接触网系统的防雷措施原则及建议.

Abstract：Aimingatthesituationthatthedomesticelectrifiedrailwaylineoftensuffersfromlightning,thepapermakesastatisticalanalysisonlightningtrip-outtimesofcatenary；binedwithforeigncatenarylightningprotectionmeasuresanddomesticlightningprotectionmeasuresofelectrificationrailway,itputsforwardtheprincipleandsuggestiononlightningprotectionmeasuresofelectrificationrailwaycatenary.

本文地址 http://www.sxsky.net/yishu/04045417.html

关键词：电气化铁路；接触网系统；防雷；探讨

Keywords：electrificationrailway；contactsystem；lightningprotection；explore

中图分类号：U22文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）11-0050-04

0引言

目前,我国电气化铁路正线达到3.2万公里,居世界第二.根据《中长期铁路网规划》,到2020年,我国铁路营业里程将达到12万公里以上,其中电气化铁路比重将达到60%.届时,我国主要铁路长大干线以及所有高速铁路客运专线将全部实现电气化,绝大部分客、货运输将通过电气化铁路来完成,因此,确保电气化铁路的安全、稳定、不间断供电,将成为铁路客货运输中的重要环节.

1电气化铁路接触网雷击事故亟待解决

随着社会以及经济的不断发展,电气化铁路为我国国民经济的发展发挥着巨大的作用.但是我国目前绝大部分的接触网都裸露在自然环境中并且没有备用设备,由于接触网是牵引供电系统的重要组成部分因此对其采用必要的措施,通常采用大气过电保护措施.由于我国地域辽阔、地形复杂并且雷电活动比较频繁剧烈,如果电气化铁路处于高、强雷地区接触网就会时常遭受到雷击,如果不对接触网进行防护或者防护措施不到位都会造成变电所跳闸、承力索被烧断以及接触网支柱被击毁等供电故障,不仅严重影响铁路的行车安全还给经济带来重大的损失,如果雷击产生的侵入波过电压传到牵引变电所,还有可能造成设备的损坏等更大的事故.根据牵引供电系统运营部门的数据分析,出现事故比较频繁的是开通的3.2万公里的电气化铁道中部分线路,特别是沿海地区及高架桥上的电气化线路更是雷击事故多发区,因此研究有效的接触网防雷击措施对于预防雷击事件造成的损失有重大的意义.

2接触网遭受雷击的分析

接触网受到雷击方式的分析和计算：根据国内外对接触网遭受雷击方式的分析和计算成果,可得出以下结论：

如果接触网所处的地区的年平均雷电日比较多那么遭受雷击的频度也就越大,一般说来每平方公里大地一年的遭受雷击次数与年平均雷电日数有关系并且成正比.根据国际大电网会议33委员会推荐的计算：承力索距离轨面平均的高度为7m,接触网的侧面限界为3m,则单线接触网遭受雷击次数N等于0.122×Td×1.3,复线接触网遭受雷击次数N等于O.244×Td×1.3,其中Td为年平均雷电日数.接触网遭受雷击时主要产生了过电压,当雷击接触网支柱时,雷电流将会沿支柱入地同时支柱上会产生冲击过电压,过电压值与支柱的冲击接地电阻、雷电流幅值以及支柱等值电感有关,但是为非线性正比.再者雷电通道产生的电磁场变化也会产生与雷电流极性相反的感应电压,并且感应电压的值与雷电流平均值以及接触网导线的高度成正比.冲击过电压和感应过电压的叠加值的大小与接触网支柱的接地电阻有关,接地电阻越高叠加值也就越大,即引起闪络的雷电流幅值和绝缘子闪络概率随接触网支柱的接地电阻增大而增加.当雷击接触网支柱时雷电流沿支柱入地,产生的冲击电压为：

U1等于RI+L（dI/dt）（1）

式中R――支柱的冲击接地电阻,取R等于10Ω；L――支柱的等值电感.

接触网遭受雷击时就会产生过电压,如果过电压值达到了接触网所支持绝缘子的冲击放电电压时,就会形成绝缘子闪络,雷电流就会经支柱、接地线和钢轨等入地然后过电压就会随之降低.

2.1雷电流的概率分布雷电中有多个带电中心并且90%的雷电均为负极性,通常情况下一次雷击会有多次放电且持续大约0.1～0.2s.在DL/T620―1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定雷电流幅值的概率为：

（1）除下（2）所述地区以外的我国一般地区雷电流幅值超过I的概率可按式（2）求得：

LgP等于-I/88（2）

式中P-雷电流幅值概率；I―雷电流幅值（kA）.

（2）陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区（这类地区的平均年雷暴日数一般在20d及以下）雷电流幅值较小,可由式（3）求得：

lgP等于-I/44（3）

2.2接触网遭受雷击过电压的分析接触网雷击包括以下几种：直击雷、雷电反击和感应雷击过电压等.

2.2.1直击雷雷击接触网承力索遭受直击雷时也会产生过电压,雷击过电压约为100倍的电流幅值（大约产生几百到几千kv的过电压）即与雷电流幅值成正比,如图1所示：2.2.2雷电反击过电压雷击支柱顶部会产生接触网雷电反击电压,产生雷电反击电压时不仅仅是雷电流通过支柱,同时在支柱顶会产生电位以及由于空气中电磁场的变化在导线上还会产生感应电压.图2所示的是客运专线典型接触网支柱悬挂方式（AT供电方式）,根据DL/T620--1997（交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》计算方法,计算耐雷电反击过电压水平.

2.2.3感应雷击距接触网有限远>S>65m处,当雷击对地放电时在接触网上产生的过电压与雷电流幅值成正比且比值为3.84.

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2.3接触网耐雷击水平计算

2.3.1雷击支柱时耐雷击水平当承力索平均高度hm等于7m,平腕臂对地高度hw等于7.6m,支柱高度h.等于8.0m,支柱冲击接地电阻R等于10Ω,L.等于0.84×7.56μH时,I1等于22.67kA.

根据式（2）可计算出雷电流超过I的概率P等于55.3%.

2.3.2雷击承力索时耐雷击水平

I2等于350/100等于3.5（kA）

2.3.3建弧率η

η等于（4.5E0.75-14）×10-2

等于[4.5×（25/0.5）0.75-14]等于0.71

式中E――绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度,kV/m.

2.3.4跳闸率：（以年平均雷暴日60天计算）

平原地区

NT等于N×η（GPl+P2）

等于25×0.71×（1/4×0.553+3/4×0.912）

等于（14.6次/100km年）

根据上面的计算结果我们看到,平原地区每100km的电气化铁道线路,每年由于承力索受雷击而导致的跳闸次数大约为15次.因此,应当特别重视雷电对电气化铁路尤其是告诉客运专线的安全影响.

3国内、外高速铁路防雷设计概况

3.1国内接触网防雷设计概况我国在进行电气化铁道接触网防雷设计的时候主要是依据《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设[2007]39号）和《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009--2005）的相关规定.根据每年雷电日的数量划分为4个等级区域：第一,少雷区,年平均雷电日在20天以下的地区（含