高速铁路接触网雷击特性及避雷器防护效果的研究
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降低高铁接触网雷害的研究南昌铁路局供电处苏光德[摘要]接触网雷电过电压严重威胁电气化铁路牵引供电的可靠性,大部分雷击都有可能引起接触网绝缘子闪络。
在雷害多发区段采取有效的防雷措施能降低接触网雷害。
在接触网上装设避雷器是降低雷害的措施之一,避雷器在雷击比较密集的地点采取增设的安装方式可以取得很好的防雷效果。
[关键词]接触网防雷耐雷水平1绪论随着高速铁路的发展,牵引供电系统的重要组成部分接触网被越来越多的人认识,接触网在铁路运输中的重要性也凸显出来。
电气化铁路中的接触网作为牵引供电的重要组成部分,没有后备能力,如果防雷措施采取不当,引起绝缘子雷击闪络,造成线路跳闸,将直接影响电气化铁路的运营。
我国电气化铁路开通运行以来,部分线路的雷击事故较为频繁,雷害导致绝缘子闪络是其中一个重要因素。
在现有接触网防雷研究的基础上,分析雷击接触网的各种情况,提高接触网的防雷性能、减少接触网发生雷击故障,具有重要的意义和价值。
2国内高铁接触网防雷措施国内高速铁路接触网普遍采用AT供电方式。
由于接触网属于无备用的户外供电装置,一旦受到雷击侵入,将对接触网造成严重的危害:(1)雷电击穿接触网高压绝缘子,使接触网塌网、断线造成严重的弓网事故。
(2)引起牵引变电所开关跳闸,中断供电使铁路运输瘫痪。
(3)在隧道中,由于接触网与隧道壁距离很近,因而经常出现雷击造成与隧道壁放电现象。
根据《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)、《铁路电力牵引供电设计规范》(TB10009-2005)、《高速铁路设计规范(试行)》(TB10020-2009)、铁集成【2010】258号文《客运专线铁路牵引供电及电力供电系统集成若干问题的指导意见》中对牵引供电防雷的相关规定,高速铁路接触网的防雷主要采取以下几种措施:2.1安装避雷器防雷在分相和站场端部的绝缘锚段关节、长度2000m及以上隧道的两端、较长的供电线或AF线连接到接触网上的接线处装设氧化锌避雷器。
浅谈高铁接触网的防雷措施随着我国高铁的不断发展和完善,高铁接触网的安全问题也备受关注。
特别是在雷电多发的夏季,高铁接触网的防雷工作显得更加重要。
本文将就高铁接触网的防雷措施进行浅谈,为大家介绍相关的知识和技术,以期提高大家对高铁接触网防雷工作的认识和重视。
我们来了解一下高铁接触网的基本情况。
高铁接触网是高速铁路供电系统的一部分,主要用于为行驶中的高铁列车提供电力。
它与列车上的受电弓构成了高铁列车的供电系统,是高铁列车正常运行的重要保障。
接触网通常由支柱、横梁和导线构成,通过一系列复杂的设备和技术,保证列车在行驶途中能够稳定地获取电力。
高铁接触网容易受到雷击的影响,一旦发生雷击事故,不仅会影响列车的正常运行,还可能对乘客的安全构成威胁。
对高铁接触网进行防雷工作显得尤为重要。
在高铁接触网的防雷工作中,常见的防雷措施主要包括以下几种:接触网避雷装置、接触网接地装置和雷电监测系统等。
接触网避雷装置被广泛地应用于高铁接触网的防雷工作中。
这种装置主要通过设置导线和接地装置来引导雷电,将雷电的能量有效地释放到地面上,保护接触网和列车不受到雷击的伤害。
接触网接地装置主要是通过地下铜排等设备将接触网的电流转移到地下,从而减小雷击对接触网和列车的影响。
雷电监测系统则是通过设置避雷器和检测仪器,对雷电的情况进行实时监测和分析,为后续的防雷工作提供数据支持。
最后是雷电监测系统。
雷电监测系统一般由避雷器、监测仪器和数据处理系统等组成。
具体来说,避雷器是通过设置特定的装置和导线,将雷电的能量引导到地面上,实现雷电的消除和释放。
监测仪器则是通过设置特定的传感器和数据采集装置,对雷电的情况进行实时监测和分析,为后续的防雷工作提供数据支持。
数据处理系统则是通过设置特定的软件和硬件,对监测到的数据进行处理和分析,及时制定防雷工作的方案和措施,提高高铁接触网的防雷能力。
对高铁接触网进行防雷工作是一个复杂而又重要的工作。
在实际工作中,我们需要不断地更新防雷技术和设备,提高接触网的防雷能力。
铁路接触网防雷技术的研究摘要:高速铁路接触网与电力系统220kV 架空线路的落雷次数相当,由于接触网的绝缘等级较低,因此直击雷、感应雷均会破坏接触网绝缘性能,造成安全隐患。
在现有接触网防雷措施的基础上,应注意采用或发展防雷技术关键词:铁路;接触网;防雷技术前言接触网主要是电气化铁路牵引供电系统的供电设备。
接触网的功能是对在铁路线上走行的动车组不断的提供电能。
但是接触网跟一般的输电线路存在着很大的不同,接触网必须要求在铁路线路的正上方进行架设,只有这样动车组才能够通过顶部受电弓和接触网的接触才能获取电能。
所以,电力动车组在行走的线路上都需要架设接触网。
由于接触网设置在露天中,所以对接触网的要求非常高。
接触网容易受到非常恶劣的天气条件的影响,与动车组运行的状态不断的改变其工作状态,且没有备用的接触网。
1 雷电过电压及雷电放电分析雷电过电压是雷云放电引起架空电力线路的过电压,可分为直击雷过电压和感应雷过电压2种。
直击雷过电压是由于雷电放电,强大的雷电流直接流经被击物产生的过电压,其特点是放电电压高、放电电流大、放电过程时间短、闪电电流波形波头陡度大;感应雷过电压是雷击线路附近大地,由于电磁感应在导线上产生的过电压,其特点是雷电感应电压幅值与雷云对地放电时的电流、线路间相对位置、土壤电阻率、线路长度和高度、设备接地装置的电阻等诸多因素有关。
与直击雷过电压相比,感应雷过电压的波形较平缓,波长较长。
由于雷电现象极为频繁,产生的雷电过电压可达数千千伏,足以使电气设备绝缘发生闪络和损坏。
目前,我国高铁又大多建在高架桥上,沿海地区则是雷暴活动频繁的地区,雷击对当地高速铁路供电安全构成严重威胁。
因此,研究有效的接触网防雷击措施以避免雷击事件造成损失具有重要意义。
2铁路接触网防雷技术2.1架设避雷线有资料表明,“接触网如果没有避雷线,那么就非常容易因为雷击所引起损坏。
我国的铁路接触网防雷措施主要就是架设架空避雷线和安装避雷器,接地的措施非常必要。
浅谈高铁接触网的防雷措施高铁接触网作为高铁线路上的重要设施,承担着供电和传送电能的重要功能,但是在雷电天气条件下也会面临着一定的安全隐患。
对高铁接触网进行防雷措施显得尤为重要。
本文将对高铁接触网的防雷措施进行详细地探讨和分析。
我们来了解一下高铁接触网存在的雷击危害。
雷电天气的到来会对高铁线路系统造成不可忽视的影响,其中最直接的危害就是雷击。
雷击一旦发生,有可能造成设备故障,甚至对列车和乘客造成伤害。
而高铁接触网作为供电系统的关键组成部分,其受到雷击的概率和影响也相对较高,因此需要进行有效的防雷措施。
我们来探讨高铁接触网的防雷措施。
高铁接触网的防雷措施主要包括以下几个方面:1. 接触网的材料选择:接触网的材料需要具有良好的导电性能和抗腐蚀性能,能够在雷电天气条件下保持稳定的电力传输。
通常情况下,高铁接触网多采用铜合金或铝合金等材料制成,这些材料具有良好的导电性能和机械性能,能够有效地减少雷击对接触网的影响。
2. 接触网的设计和安装:在设计和安装接触网的过程中,需要考虑到雷电天气条件下的影响,采取合理的设计和安装方案,减少雷击的危害。
在接触网支座上设置避雷针,有效地引导雷电,减少对接触网带来的危害。
3. 接触网的维护和检修:定期对接触网进行维护和检修,保证其良好的工作状态,及时发现和排除潜在的安全隐患。
特别是在雷电天气条件下,需要增加接触网的巡视频次,对可能存在的雷击危害进行及时的处理和修复。
4. 配套设施的防雷设计:除了接触网本身的防雷措施外,还需要对供电系统的配套设施进行防雷设计,包括变电站、开关设备等。
这些设施的防雷措施和接触网的防雷措施相互配合,形成完整的防雷系统,保证高铁线路在雷电天气条件下的安全运行。
高铁接触网的防雷措施是非常重要的,它涉及到高铁线路的安全运行,直接关系到乘客的出行安全。
我们应该高度重视高铁接触网的防雷工作,采取有效的措施和技术手段,保障高铁线路在各种天气条件下的安全运行。
浅谈高铁接触网的防雷措施高铁是我国现代交通系统中的重要组成部分,其快速、安全、稳定的特点受到了广大乘客的欢迎。
而高铁的接触网作为其供电系统的重要部分,承担着传递电能的重要任务。
然而在雷电天气下,接触网有可能成为雷电的集中击中目标,从而影响列车的正常运行。
对高铁接触网进行防雷措施就显得尤为重要。
一、接触网的构成和功能我们来了解一下高铁接触网的构成和功能。
高铁接触网是由钢丝绳和悬挂于上面的接触线组成的,其作用是将供电系统中的电能传递至列车。
接触线上的电流会在列车和接触线之间形成一个电场,从而实现对列车的供电。
接触网的正常运行对于高铁列车的正常运行至关重要。
二、高铁接触网的防雷问题高铁接触网在雷电天气下也会面临着一定的防雷问题。
雷电天气下,接触网很容易成为雷电的击中目标,一旦受到雷击,就有可能导致供电系统中断,从而影响列车的正常运行。
而且,在雷电天气下,列车行驶的速度通常会降低,这就给列车的安全运行带来了一定的隐患。
防雷措施是保障高铁接触网正常运行的重要手段。
为了解决高铁接触网在雷电天气下的问题,我们需要采取一系列的防雷措施。
我们需要对高铁接触网进行良好的维护和检修,确保接触网的各个部件处于良好的状态。
我们需要对接触网周围的环境进行改造,比如在接触网周围搭设避雷针或者增加接地排。
这些措施可以有效地将雷电击中接触网的风险降到最低。
我们还可以增加接触网的防雷设备,比如增加避雷器,以进一步提高接触网的防雷能力。
在建设和维护高铁接触网的过程中,我们还需要加强对相关工作人员的安全教育和培训,提高他们的安全意识,使他们能够在雷电天气下采取相应的安全措施,保障自身的安全。
高铁接触网的防雷措施对于高铁运营的安全和稳定具有重要的意义。
它可以确保高铁列车在雷电天气下的正常运行,避免因为供电系统中断而影响列车的运行。
它可以提高列车运行的速度和效率,减少雷电天气下列车运行的延误。
它还可以提高列车运行的安全性,减少因为雷电天气造成的安全事故。
浅谈高铁接触网的防雷措施
高铁的接触网是高速铁路的核心设施之一,它负责将动车组的电能传输到车厢内供电,因此其安全可靠性至关重要。
在高速运行的过程中,雷电等天气现象会对接触网造成损害,特别是在夏季,雷电天气的频率较高,需要采取一定的防雷措施来保护接触网的安全。
1. 导线保护器
导线保护器是一种主要用于防范直接雷击、感应雷击而产生的高压脉冲的防雷装置。
它是通过将瞬态高压脉冲引导到接地点而起到防雷的作用。
在高速运行过程中,导线保护
器能够自动检查、分离和重新合上,从而有效地保持接触网的稳定性。
2. 接地系统
接地系统是高铁接触网的重要组成部分,它通过将接触网接地,将雷电流引导到地面
来实现防雷。
在建设高速铁路的过程中,应注意接地系统的优化设计及施工,确保接地电
阻符合规范要求,以实现接地系统的良好的导电功能。
3. 避雷针
避雷针是一种最常见的防雷设备之一,主要用于防范建筑物和设施被雷击。
在高铁接
触网中,避雷针可以有效地吸收雷电流,从而保护接触网不受雷击影响。
同时,避雷针还
可以提高高铁接触网的安全性和可靠性。
避雷网是一种将接触网和地面连接在一起的设施,主要用于防止因雷电等异常情况而
造成的电压过高而导致的安全事故。
避雷网可以将雷电流导入地下,从而保护接触网不受
雷击影响。
5. 防雷接地带
综上所述,高铁接触网的防雷措施多种多样,应根据具体的施工条件和雷击风险等级
进行合理选择和施工实施。
同时,施工前应进行充分的防雷规划设计,并在运行过程中加
强对防雷设备的检查和维护,以确保高铁接触网的安全性和可靠性。
浅谈高铁接触网的防雷措施随着高铁的快速发展,高铁接触网作为高铁供电系统的一部分,扮演着十分重要的角色。
接触网的防雷工作却是一项复杂而又重要的工作。
接触网的防雷工作直接关系到高铁运营的安全稳定,因此必须引起高度重视。
本文将就高铁接触网的防雷措施进行一些浅谈。
高铁接触网的防雷措施是十分必要的。
在高铁运营过程中,雷电天气是不可避免的现象,如果高铁接触网没有完善的防雷措施,就很容易受到雷电的影响而发生事故。
高铁接触网的防雷工作必须强化,以确保高铁运营的安全性。
高铁接触网的防雷措施应该是全面的。
在进行防雷工作时,不能仅仅依赖于一种方法,而应该采取综合措施,使得整个接触网系统都具备防雷能力。
可以通过合理布设避雷设施、提高避雷设备的接地效果、增强接触网架设的绝缘保护等方式来提高接触网的防雷水平。
高铁接触网的防雷措施还应该与接触网自身的特点相结合。
高铁接触网的特点是在高速运行过程中,接触网会受到风的影响而摆动,防雷措施必须考虑到这一点。
可以通过增加接触网的接地装置、采用防风坠落的支撑装置等方式来增强接触网的抗风防雷能力。
高铁接触网的防雷措施还必须与供电系统的其他部分相协调。
高铁接触网是供电系统的一部分,与高铁的综合供电系统相互作用,在进行防雷工作时,必须与高铁供电系统的其他部分相协调,确保整个供电系统都具备防雷能力,避免发生供电系统故障。
高铁接触网的防雷工作是一项复杂而又重要的工作。
在进行防雷工作时,应该把握好以下几个方面:一是高铁接触网的防雷措施是必要的;二是防雷措施应该是全面的;三是防雷措施应该与接触网自身的特点相结合;四是防雷措施应该与高铁供电系统的其他部分相协调。
只有做到了这四个方面,才能够确保高铁接触网的防雷工作做到位,从而保障高铁运营的安全稳定。
希望相关部门能够加强对高铁接触网的防雷工作的宣传和推广,使更多的人了解到高铁接触网的重要性,共同关注和维护高铁接触网的防雷工作。
本刊特稿年来,随着电气化铁路运营里程的增加和极端恶劣天气的增多,全路供电设备雷雨天气下的跳闸和设备故障问题突出,对供电设备安全运行和运输秩序造成较大影响。
高速电气化铁路接触网设备具有线路长、露天高空布置、高电压等特点,在雷雨天气情况下易遭受雷电侵害。
1 供电设备雷害机理及其影响1.1 雷害基本机理雷云对地放电受到气象、地质和地形等众多自然因素影响,雷电活动的频繁程度也因地域而异。
供电线路雷击跳闸主要分为两种形式:一种是雷直击线路引起的,称为直击雷过电压;另一种是雷击线路附近地面,由于电磁感应所引起的,称为感应雷过电压。
雷击线路时,线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为耐雷水平。
高于耐雷水平的雷电流击于线路击穿接触网绝缘,造成绝缘损坏或击穿闪络放电,引起牵引变电所保护动作跳闸。
接触网F线或T线遭受雷击时,耐雷水平低于4 kA,90%以上的雷击都会导致接触网绝缘闪络。
一般F线悬挂高度大于T线高度,F线对T线构成了负保护角屏蔽,雷电击中F线的概率远大于击中T线的概率。
雷击中F线引起绝缘闪络后,钢支柱顶部电位抬升,T线绝缘子两端电位差超过绝缘耐压水平时,T线绝缘子也会闪络。
造成F线和T线绝缘同时闪络的最小直击雷电流幅值随大地土壤电阻率的提高而降低。
雷电击中接触网附近大地或高耸物体时,通过电磁耦合作用在F线和T线上产生感应过电压,F线和T线感应雷耐雷水平一般大于45 kA,接触网因感应雷引起的跳闸率较直击雷引起的跳闸率要低得多。
1.2 雷害跳闸闪络放电部位分析对雷害跳闸闪络放电设备部位的分类统计见表1。
从中可以发现,主要放电点依次为接触网F线、平腕臂、斜腕臂绝缘子、对象下锚绝缘子、避雷器等。
该统计数据包含了普速铁路和高速铁路的接触网设备,高速铁路AT供电方式相对普速铁路供电方式,F线总量基数小,但F线部位跳闸总数占比为29%。
1.3 雷害跳闸的影响分析雷害对供电设备影响的特征基本都要反映到牵引变电所保护装置动作跳闸上。
高速铁路牵引供电接触网雷电防护措施研讨摘要:牵引供电接触网是高速铁路建设过程中的重要环节之一。
我国高速铁路采用的大多是高架桥敷设的方式,牵引供电接触网的导线对地高度较大,雷击跳闸率高,因此必须要采取针对性的措施,保证接触网的稳定性。
高速铁路牵引供电接触网雷电防护的主要目的是维持行车设备以及工作人员的安全,文章对目前牵引供电接触网的雷电防护系统进行了分析,并探讨了相应的优化防护措施。
关键词:高速铁路;牵引供电接触网;雷电;防护措施引言目前,我国高速铁路系统有关的所有科学技术,包括铁路建设技术、火车制造技术、信息采集技术、调度控制技术以及运营管理技术和维修养护技术等已经达到了世界领先水平,成为全球高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最快、在建规模最大的国家,对高速铁路产业的迅猛发展起到了积极的推动作用,同时中国高铁也让“中国制造”的足迹逐渐遍布世界各地。
但在高速铁路牵引供电系统实际运行时,各类雷击跳闸现象频发,雷击防治问题成为了高速铁路建设环节中的难点。
基于此,在分析牵引供电系统雷电防护存在的不足之处的同时,还要做到科学预防,制定的高速铁路牵引供电接触网雷电防护策略应具有针对性、灵活性、整体性,进而高质量推动高速铁路产业的稳定发展。
1雷击的危害特点雷雨天气导致高铁被雷击中的影响因素构成复杂,地质条件、地形问题和周围的环境均可诱发雷击。
不同的环境条件也会形成不同的雷电频率和强度,这跟特殊的自然环境有关,供电线路会因为闪电发生跳闸断电,影响列车运行。
其主要表现形式如下:(1)相关的线路受到雷击影响产生反应,也被称为过电压;(2)线路周围的地面受到雷击,这种情况也被称为感应雷过电压,通常是因为电磁感应而发生。
线路被雷击时,如果雷击直接击中供电线路,绝缘设施可抵消部分危害,但因受到雷击过电压的影响,绝缘效果会随之下降。
2雷击危害产生的根本原因雷击对高速铁路产生危害的根本原因可以分为以下三方面:第一,牵引供电接触网安装结构。
浅谈高铁接触网的防雷措施【摘要】高铁接触网是高铁运行中不可或缺的部分,而雷电对其构成了潜在的危害。
为了有效防范雷击,接触网需要具备良好的绝缘性能,并配备相应的防雷设备和避雷接地装置。
定期检测和维护工作也至关重要,以确保接触网的安全运行。
随着技术的不断发展,接触网的防雷技术也在不断更新,趋势是更加智能化和精准化。
加强高铁接触网防雷措施的重要性不言而喻,同时也需要持续投入研究,以满足未来高铁接触网发展的需求。
高铁接触网防雷措施的完善是保障高铁安全运行的基础,而对防雷技术的持续研究和改进将是未来的发展方向。
【关键词】高铁接触网,防雷措施,雷电,绝缘性能,防雷设备,避雷接地装置,定期检测,维护,技术发展趋势,重要性,技术研究,发展方向。
1. 引言1.1 高铁接触网的重要性高铁接触网作为高铁供电系统的重要组成部分,承担着向列车传送电能的关键功能。
其质量和稳定性直接影响着高铁列车运行的安全性和正常性。
高铁接触网的重要性主要体现在以下几个方面:高铁接触网是高铁列车供电系统的核心设施,是高铁列车正常运行所必需的基础设施之一。
通过接触网与列车之间的接触,高铁列车才能获取所需的电能,实现正常运行。
高铁接触网的质量和稳定性直接关系到高铁列车的安全性。
如果接触网存在质量问题或者不稳定,很容易导致供电不稳定、信号异常等问题,进而影响列车正常运行,甚至发生安全事故。
高铁接触网的性能直接关系到高铁列车的运行效率和速度。
优质的接触网能够保证电能传输的效率和速度,从而提高列车的运行效率和速度,减少运行时间,提高运输效率。
高铁接触网的重要性不言而喻,只有保证高铁接触网的质量和稳定性,才能确保高铁列车的正常运行和乘客的安全出行。
加强对高铁接触网的管理和维护工作,提高接触网的性能和稳定性,对于高铁运输系统的安全性和运行效率具有重要意义。
1.2 雷电对高铁接触网的危害雷电是自然界一种非常强大的自然现象,对高铁接触网造成的危害也是不可忽视的。
高速铁路接触网雷击特性及避雷器防护
效果的研究
摘要:由于我国既有高铁无后备系统,即雷击引起的永久性故障将导致相应
区域的停运,因此,为保证高铁接触网的顺利运行,探索其雷击特性及避雷器的
防护效果意义重大。
关键词:高速铁路;接触网;雷击特性;避雷器;防护效果
接触网是牵引供电系统的重要组成部分,大部分裸露在自然环境中且无备用,因此需采取必要的大气过电压防护措施。
若缺乏防护措施或措施不当,可能导致
绝缘子损坏,致使线路跳闸,直接影响电气化铁道运营。
同时,雷击产生的侵入
波过电压通过接触网传入牵引变电所,可能对所内电气设备造成损坏,导致更大
的事故。
基于此,本文详细分析了高速铁路接触网雷击特性及避雷器防护效果。
一、高速铁路接触网概述
高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线路,高铁列
车运行所仰赖的电流是通过机车上端接触网来输送。
接触网一旦停电,或列车电
弓与接触网接触不良,对列车供电会产生影响。
高速铁路接触网由接触悬挂、支
持装置、定位装置、支柱、基础等组成。
其中,接触悬挂包括接触线、吊弦、承
力索、连接零件。
其通过支持装置架设在支柱上,将从牵引变电所获得的电能输
送给电力机车。
支持装置用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其它建筑物。
二、接触网系统的雷害类型
接触网系统常见的雷害类型有直击雷、感应雷过电压,其中,直击雷过电压
是雷电击中导线和支柱产生的过电压。
而感应雷过电压是指雷击接触网地面后产
生的过电压。
当雷电击中附加导线和接触网支柱时,会导致雷击点阻抗的电位提升。
当导线和雷击点之间的电位差超出绝缘子冲击放电电压时,会引起绝缘子串
沿面闪络,引起短路事故。
由于附加导线和支柱的电位会大于导线电位。
当雷电击中接触线会导致电压过大,这两种情况分别称为雷电绕击与直击。
三、国内外高速铁路接触网防雷现状
为能让高速铁路更好的发展,在对铁路建设前应考虑很多方面,比如牵引的高铁线路具体为怎样的结果,设置线路时,经过的地区雷电灾害情况等,更要特别重视的是有些电路需经过土壤,则要考虑一些自然环境等因素,可以说,防雷设计是系统牵引的关键。
高速铁路的出现,早期是在欧洲兴起的,可以说,在雷击情况下,造成接触网反射系统灾害情况,对其的处理较成熟,在评定这类灾害时,以一百千米为准,为制约雷电引起的高电压,避雷器等的使用非常有必要,但避雷器对雷电侵入无法阻止,对接触网的损坏也无多大作用,只是对接触网过电压进行保护。
可以说,不管是考虑到哪方面因素,接触网避雷工作的开展非常有必要。
四、高速铁路接触网雷电防护存在的问题
1、避雷器防护效果有限。
经统计分析,避雷器只是对重点设备进行小范围防护,对重点设备绝缘起到防护作用,不能有效减少跳闸率。
有些支柱绝缘子雷雨闪络,其相邻支柱就安装有避雷器,避雷器对接触网线路类型雷电防护效果有限。
2、避雷器不适宜接触网线路雷电防护。
避雷器适用于隔离开关、电缆头等重点设备的雷电防护。
铁路线路雷击点具有随机性及分散性,采取避雷器方式进行线路过电压保护,若要使被保护设备不受雷击侵入波的侵害,避雷器需密集设置,不得超过避雷器与被保护设备间的最大电气距离。
从运营经验看,避雷器本身故障率高,且故障性质隐蔽,难于查找,易造成长时间停电,影响运输秩序。
3、避雷器选型值得商榷。
现有接触网普遍选用无间隙氧化锌避雷器,无间隙避雷器应用于高速铁路接触网防雷保护时,并联于绝缘子两端,避雷器长期承担系统运行电压,可能出现老化故障,需定期检测维护,与应用于牵引变电所情况相比,运维工作量大,且实施困难。
带间隙避雷器型式保护机理有利于保护某项设备,但并不能达到减少跳闸率的目的,甚至有增加系统跳闸率的可能。
五、高速铁路避雷器的安装情况
对于高铁接触网,常见避雷措施包括安装避雷器、架设避雷线。
避雷器是用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害,并限制续流时间,也常限制续流幅值的一种电器,有时也称为过电压保护器、过电压限制器。
避雷器类型有管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等,每种类型避雷器的工作原理不同,但其工作实质相同,都是为了保护线缆与设备不受损害。
因此,在安装避雷器时,工作人员需明确接地的重要性,并严格遵守以下规定:①对处于强雷或高雷区域的高铁,工作人员需在隧道两端、绝缘关节处、接触网与供电线列接触处设置相应的避雷装置;②工作人员需在吸流变压器边缘处设置相应的避雷装置;③对处于强雷地区的高铁,工作人员需设置独立的避雷线。
在我国现行实施的《高速铁路设计规范》中,对避雷器的安装提出了以下要求:用于防雷的牵引网接地装置相对应的贯通地线接入点,与与其他设备相对应的贯通地线接入点间距离应≥15m。
对于高铁接触网,涉及的防雷设备通常是安装在接触网上的避雷器。
这类设备主要用于削弱综合接地系统的影响,减少电压反击的可能性。
由此可见,防雷设备需能降低通过地体传输的电压,使其能达到安全值范围内的距离作用,通过实践可发现,安全距离一般保持在15m或以上。
六、高速铁路接触网的雷击特性
1、雷电感应。
在计算线路闪络率时,工作人员可根据实际情况确保所选计算方法的科学性,如幅值概率密度及范围暴露积分法。
通过分析归纳可发现,对于高铁接触网,直击雷引起的闪络概率远高于雷电感应引起的闪络概率,也就是说,随着社会的发展及高架桥高度的增加,线路发生闪络的概率必然比以前有所提升。
2、耐雷水平。
在探索高铁接触网雷击特性时,工作人员可通过仿真分析获得相应的探索结果。
先要确定比较涉及的高架桥高度,例如,其高度分别为5m、10m,相应绝缘子的长度为530mm,通过计算分析能发现,虽然比较涉及的高架桥高度存在明显差异,然而,最终的计算结果几乎相同,即高架桥的高度与接触网本身的耐雷水平之间无明显的联系或制约关系。
此外,假设只有一根导线的接触
线为A线,具有承力索和接触网两根导线的接触线为B线,通过模拟实验可发现,分布电容相对较小的A线其波阻抗大于分布电容较大的B线,其耐雷水平小于B 线。
对于架设在线路左右两侧的接触网,由于其受雷面较大,受到直击雷概率和
由此引起的闪络概率较高。
七、高速铁路避雷器的防护效果
当前,提高接触网耐雷水平的常见措施是安装避雷器。
比如,在高速公路各
区域相应绝缘子端电压与避雷器整体防护效果之间联系。
试验时,工作人员应有
针对性的设置:未安装避雷器、每1km安装避雷器、每2km安装避雷器、每3km
安装雷器四种情况,注入牵引网的电流数为20kA。
通过对上述设置的不同对比组试验结果比较分析可知,影响避雷器防护效果
的因素之一是避雷器与雷击点对应位置之间的距离,即随着距离的增加,避雷器
的防护效果会减弱。
当其位于雷击点200m范围内时,各对比组绝缘子端电压的
变化幅度总体上相对一致。
由此可见,能反映避雷器具有的防护效果距离约为
200m。
通过以上分析,得出以下结论:“若要通过安装避雷器来确保接触网耐雷水
平的提高,就需确保安装避雷器的密度”。
然而,随着避雷器安装密度的增加,
不仅安装和维修成本会增加,而且接触网发生故障的概率也会增加。
避雷器本身
的局限性决定了,若将其安装在远离雷击点的地方,则避雷器对雷击过电压的抑
制作用可忽略不计,避雷器与避雷点的距离越近,其防护效果才会越明显。
因此,为确保避雷器防护效果最大化,工作人员需提高避雷器安装密度,并将其与实际
情况相结合,尽量降低安装和维修成本。
参考文献:
[1]李康.高速电气化铁路接触网防雷研究[J].电网与清洁能源,2016(07).
[2]张鸿.高速铁路接触网防雷措施及建议[J].黑龙江科技信息,2015(02).。