牵引供电系统雷电防护体系的建设研究

高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究高速铁路的牵引供电系统是保障其正常运行的重要部分，而雷电是牵引供电系统常见的灾害因素之一。

针对高速铁路牵引供电系统雷电防护问题，进行相关的研究是非常必要的。

高速铁路牵引供电系统常见的雷电灾害包括雷电击穿、雷电感应、雷电冲击等。

这些雷电灾害会给牵引供电系统带来一系列的问题，如设备损坏、电能质量下降、列车延误等。

对于高速铁路牵引供电系统的雷电防护体系的研究，旨在减轻这些雷电灾害带来的影响。

高速铁路牵引供电系统的雷电防护体系主要包括两个方面的内容：外部防护和内部防护。

外部防护主要是针对雷电的绕流路径进行设计，以减小雷电对牵引供电系统的影响。

内部防护则是指通过降低系统内部的峰值电压和峰值电流，从而减轻雷电对系统设备的损害。

在外部防护方面，可以通过设置避雷针和接地系统，将雷电绕过牵引供电系统，避免雷电击穿。

还可以采用避雷带等措施，将雷电击穿路径转移至地面，减小雷电对系统的影响。

对于高架线路，还可以采用隔离装置和降低线路高度的方式，减少雷电感应和冲击。

外部防护的关键是选择合适的设备和材料，并保证其良好的接地连接。

在内部防护方面，可以通过设置过电压保护装置和过电流保护装置，限制系统内部的峰值电压和峰值电流，减轻雷电对设备的影响。

还可以采用补偿装置，提高系统的电能质量，防止雷电对系统设备造成的损害。

内部防护的关键是选择合适的保护装置，并保证其可靠的工作。

对于高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的研究还需要考虑雷电的时空分布规律。

通过对雷电的时空分布规律进行研究，可以合理地设计牵引供电系统的雷电防护体系，以提高其防护效果。

高速铁路牵引供电接触网防雷技术研究摘要：在社会经济快速发展的背景下，人们日渐增强的物质需求促使着整个社会生产力及生产需求正在发生改变。

自人们第一次乘坐铁路列车以来，其出行已经无法离开铁路，牵引供电接触网的雷电保护对高速铁路的运行十分重要。

本文通过分析雷电对铁路列出的危害，对牵引供电接触网防雷技术进行了研究，有利于高速铁路的良好发展。

关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；防雷技术我国高速铁路牵引供电接触网防雷技术在发展过程中仍然存在着问题，尤其是雷电防护工程应用技术亟待完善。

为了对人们的出行安全进行保证，充分满足人们对出行舒适度的要求，提升我国高速铁路的国际竞争实力，应该重点研究高速铁路牵引供电接触网防雷技术，在提升防雷水平的基础上，确保高速铁路的安全稳定运行。

基于此，本文深入研究了高速铁路牵引供电接触网防雷技术，对高速铁路的发展具有重要意义。

1雷电对铁路列车造成的危害在高速铁路运行过程中，如果牵引供电系统被雷电击中，列出会因为断电而停止运行，从而发生铁路列出事故，威胁乘客的人身安全，甚至会产生较大的经济损失。

铁路运输中由于雷电而造成的列车事故还历历在目，印象最深刻的“7.23”甬台温特大铁路交通事故，从开始到结束只是短短的7分钟，受雷击达到了上百次。

通过专家分析该次事故，其根本原因是当时牵引供电系统的电力荷载无法满足列车的运行需求，从而导致了单相接地系统的跳闸，此外，当时铁路沿线有很多高架桥，增加了雷击概率，严重破坏绝缘子，在短时间内跳闸大爆发。

如果牵引供电系统雷击防护管理不到位，会导致绝缘子击穿爆炸，重点铁路运输，给铁路带来安全风险及经济损失[1]。

由此可见，雷电防护在铁路运输中是非常重要的，有利于铁路列车的安全运行。

2高速铁路牵引供电接触网防雷技术2.1接触网安装现阶段，高速铁路通常采用AT供电方式，即自耦变压器供电方式，PW线位于AF线的线面。

在该种安装方式下，可以采用电气几何模型及先导发展模型对接触网直接落雷闪络概率进行计算，其条件为：自然产生的雷电通常是负极性，直击雷的过电压也是负极性，将绝缘子U50%作为计算过程中的闪络数据，设定雷暴日为20天或40天，在这两种情况下进行计算。

《高速铁路牵引供电系统雷电防护措施探讨》2023-10-26•引言•高速铁路牵引供电系统概述•雷电防护措施•雷电防护设备及技术要求目•雷电防护效果评估及改进措施•结论与展望录01引言•高速铁路作为国家重要的交通方式，其安全运行关系到广大乘客的生命财产安全。

雷电作为常见的自然灾害，对高速铁路牵引供电系统的安全运行具有重大威胁。

因此，对高速铁路牵引供电系统的雷电防护措施进行深入研究，对于保障高速铁路的安全运行具有重要意义。

研究背景与意义•目前，国内外学者已经对雷电防护措施进行了广泛研究，提出了许多有效的防护措施。

然而，随着高速铁路技术的不断发展，牵引供电系统的复杂性和集成度不断提高，雷电防护面临的技术难题也越来越多。

因此，需要进一步深入研究雷电防护技术，提高高速铁路牵引供电系统的安全性和可靠性。

同时，随着科技的不断进步，雷电防护技术也将不断发展和完善，为保障高速铁路的安全运行提供更加可靠的技术支持。

研究现状与发展趋势02高速铁路牵引供电系统概述牵引供电系统由牵引变电所、馈电线、接触网、回流线等组成。

牵引变电所是牵引供电系统的核心，负责将电力系统的电能转换为适合铁路牵引系统的电能。

馈电线负责将电能从牵引变电所输送到接触网，接触网负责将电能提供给列车，回流线则负责将列车产生的回流电流导入牵引变电所。

牵引供电系统构成雷电对牵引供电系统的危害雷电可能导致牵引变电所设备损坏，影响整个牵引供电系统的正常运行。

雷电可能通过接触网传导到列车上，危及列车和乘客的安全。

03雷电防护措施安装避雷针、避雷带等外部防雷装置，以引雷、分流等方式防止直击雷对牵引供电系统的危害。

外部防雷装置建立完善的接地系统，包括垂直接地极、水平接地极等，以迅速将雷电电流引入大地，降低地电位差，避免雷电反击。

接地系统直击雷防护措施屏蔽措施采用金属屏蔽、电磁屏蔽等措施，减少雷电电磁场对牵引供电系统的干扰。

浪涌保护器在容易受到感应雷击的设备前安装浪涌保护器，以吸收雷电过电压、过电流能量，保护设备免受损坏。

高速铁路牵引供电接触网防雷技术研究王浩雷摘要：随着铁路行业的快速发展，既为人们的出行提供了便利，又在很大程度上推动了社会经济发展。

但是，关于铁路运行安全问题，一直都备受关注，特别是高速铁路牵引供电接触网雷电防护。

据此，本文主要对高速铁路牵引供电接触网防雷技术进行了详细分析。

关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；防雷技术一、高速铁路牵引供电接触网雷害的主要特点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。

通常情况下，直击雷主要从承力索、正馈线以及保护线3个位置进行入侵、破坏，导致腕臂绝缘子、悬式绝缘子都可能出现闪络现象。

接触网F线或T线遭受雷击时，耐雷水平低于4kA，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45kA，接触网因感应雷引起的跳闸率较直击雷引起的跳闸率低很多。

二、雷电对高速铁路列车安全的影响分析牵引供电系统在承受雷击之后，会造成列车供电中断，导致被迫停止运行，甚至还会引发严重的安全事故，从而导致乘客受到生命威胁，以及巨大的经济损失。

在铁路运输发展过程中，因为雷击所引发的安全事故屡见不鲜。

其中，7.23甬台温特大铁路交通事故从开始到结束的7min中，雷击次数竟然上百次。

相关专家对此次事故进行了详细分析，当时牵引供电系统的电力荷载能力根本不能满足列车运行所需的电力系统要求，导致单相接地系统发生跳闸，再加上当时铁路沿线有很多高架桥，以此增加了雷击概率，致使绝缘子被严重破坏，短期内跳闸连续发生。

高速铁路牵引供电系统雷电防护体系摘要：随着我国经济的快速发展，铁路行业在经济和政策的推动下进步非常的快，铁路行业在发展高速铁路方面的进步也更为突出；高速铁路的发展不仅满足了的人们对出行要求同时对地方经济也起到了促进的作用，高速铁路的经济效益和社会效益不言而喻，但就高速铁路自身来讲，高速铁路牵引供电系统是否正常运行就显得尤为重要；雷击是牵引供电系统的故障之一，如果牵引供电系统受到雷击那么高速铁路就会遭受巨大的损失。

本文分析了高速铁路牵引供电系统雷电防护体系。

关键词：高速铁路；牵引供电系统；雷电防护体系；我国的高速铁路建筑中有比较多的高架桥，这也致使高速铁路中的牵引供电系统被雷击的可能性增加了很多，进一步会影响故障列车的正常运行。

由此可见，高速铁路牵引供电系统雷电防护措施的探讨与研究具有很重要的意义。

一、高速铁路牵引供电系统雷电防护原则牵引供电系统的安全和可靠对行走运行的高速列车来说尤为重要，如果牵引供电系统无法正常运行，列车的安全性、可靠性难以保证。

做为供电故障主要原因之一的雷击：如果牵引供电系统设备遭受雷击，可能会导致供电系统中断供电，进而致使列车停运，更为严重者会引起高速列车事故，造成人员伤亡，财产损失。

因此为了确保牵引供电系统能够正常运行，做好防雷保护措施是十分重要的事情。

牵引供电系统防雷具体原则分为以下几个方面：第一根据高速铁路客运专线和客、货混线线路不同的供电方式，分别制订防雷原则和措施；第二根据区间与站场的不同特点确定接触网防雷措施；第三将实际跳闸统计数据和雷区划分相结合；第四将站场接触网与站房等防雷措施相结合；第五将避雷针、避雷线等不同接闪器优势互补、互相结合；第六因地制宜，根据不同气候、地理等自然条件，设计防雷设施的密度和强度，做到安全和效益兼顾。

二、高速铁路牵引供电系统雷电防护体系为了有效保障高速铁路运输的良好运行，避免因雷电天气引起的安全隐患，采取牵引供电接触网雷电防护措施是很有必要的。

城市周刊2019/22 CHENGSHIZHOUKAN 33高速铁路牵引供电系统雷电防护体系梁　柱　乌鲁木齐局有限公司乌鲁木齐高铁维修段摘要：随着经济的发展很多人会选择乘坐高铁出行，高铁的安全运行关系到旅客的安全，高速铁路的牵引供电系统如果受到雷电的攻击，无疑会给高铁带来安全事故，所以要预防雷电的干扰。

关键词：高速铁路；供电系统；雷电防护我国的铁路随着几次的提速现在列车已经在加速运转，高铁作为一个比较快捷的交通工具已经成为很多旅客出行的首选交通工具。

因此要加强高铁的运行安全给旅客带来安全的出行保证，由于雷击事故可能破坏高速铁路的牵引供电系统，因此会给高铁的安全运行造成很大的破坏，因此要建立有效的高铁供电系统防雷击保护措施避免事故的发生[1]。

一、高速铁路防雷系统的缺陷1.我国的高铁供电系统防雷体系。

我国的高铁供电采用自耦变压器供电或者直供加回流的供电方式，高铁的牵引供电系统有变电所和牵引网组成，变电所一般都有很好的防雷系统，牵引网的防雷措施不是很完善，有的只在线路上安装上了一个避雷器，对于雷电的直接袭击没有防范措施。

铁路的关键部位都安装了避雷装置，比如隧道口、变电所、大桥等位置。

由于隧道里面的绝缘效果比较差，接触网和隧道距离很近，所以一旦遇到雷电袭击隧道壁会出现放电现象，为了防止隧道里面的雷电破坏在隧道的两端都要设置避雷器[2]。

高速铁路在行驶中会通过很多高架桥，高架桥的接触网都装有避雷设备引线通过桥墩和内部的钢筋结构形成接地设置，在大桥的两端同样设置了避雷装置，防止雷电对高架桥上的高铁牵引电路造成的破坏。

2.以前的雷电防护系统的缺陷。

我国的高铁的设计要参考TB 10621和TB 10009设计规范，在规范当中对于防雷电的要求比较简单所以必须加以改进。

（1）对直接的雷击防护不足。

高铁的接触网防雷设计，要参考电力系统的输电线路和普通铁路接触网的防雷要求，所以全线都没有避雷线只在关键部位设置了避雷器。

高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究1. 引言1.1 背景介绍随着中国高速铁路网络的不断扩张和运营，高速铁路牵引供电系统已成为铁路系统中必不可少的一部分。

雷电是高铁运行中的一个不可忽视的安全隐患。

雷电引发的故障不仅会影响列车正常运行，还会对设备造成损坏，给高铁运营带来严重的安全隐患和经济损失。

为了解决高速铁路牵引供电系统受雷电影响的问题，各国纷纷开展了相关的研究工作，提出了各种雷电防护技术和措施。

目前对于高速铁路牵引供电系统的雷电防护体系研究还存在一定的空白和不足，亟需深入研究和探索。

本文旨在对高速铁路牵引供电系统雷电防护体系进行深入研究，分析现有的雷电防护技术及其应用状况，探讨雷电防护体系的研究方法和实验效果，为提高高速铁路牵引供电系统的可靠性和安全性提供理论支持和技术指导。

1.2 研究意义研究意义：高速铁路作为现代交通工具的重要组成部分，对我国经济社会的发展起着至关重要的作用。

在高速铁路运营中，牵引供电系统是保障列车正常运行的重要装备之一。

雷电对高速铁路牵引供电系统的影响不可忽视，可能导致设备损坏、列车停运等严重后果。

研究高速铁路牵引供电系统雷电防护体系具有极其重要的意义。

建立完善的雷电防护体系可以有效保障高速铁路牵引供电系统的安全稳定运行，降低因雷电引发的事故发生的概率。

通过研究雷电防护技术，可以提高对雷电的认识和应对能力，为高速铁路运营安全提供技术支持。

深入探讨高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的研究，有助于不断完善相关技术，提高我国高速铁路运输的水平和竞争力。

开展这一研究具有重要的现实意义和广泛的应用前景。

1.3 研究目的研究目的是为了探索高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的相关问题，提高高速铁路运行的安全性和稳定性。

通过对雷电防护技术的研究现状进行分析，结合实验结果与分析，进一步探讨高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的改进方向和优化措施。

通过对影响因素的分析，深入了解高速铁路雷电防护体系的演变过程和影响因素，为未来的研究和工程应用提供支持和指导。

对牵引变电所二次系统防雷措施的研究摘要：强雷电流通过高铁牵引变电所二次系统侵入，造成整所保护失效，进而引起一次设备烧损的次生灾害，在雷电频发区域时有发生且危害极大。

分析牵引变电所二次系统雷电入侵的主要途径，研究防雷方案及改造效果，确保设备安全运行。

关键词：牵引变电所；二次设备；防雷措施0引言我国电气化铁路的运营里程不断增加，同时向高速、重载铁路发展，这对牵引变电所供电可靠性提出更高要求。

目前牵引变电所高压设备的防雷接地设计已比较完善，变电所四周设有独立避雷装置，高压线路均设有相应等级的氧化锌避雷器，以防止雷击危害。

但在二次侧的控制、通信各个环节中，各种设备应用了大量半导体元器件，容易遭受雷电或工频过电压等强电危害。

二次设备烧损的事故仍有发生，影响到牵引变电所的安全运行，因此，有必要对牵引变电所二次系统防雷措施展开研究。

1雷电侵入的方式1.1交直流电源系统引入雷电过电压牵引变电所内外供电线路虽然安装有避雷器，可以对击到线路的雷电进行削峰，使其电压幅值下降，但雷电有时会以幅值较高的尖峰脉冲形式通过所内的变压器到交直流系统。

直击雷落在牵引变电所内导线或架构，导致一次设备如绝缘子炸裂、避雷器爆炸等损坏，也将使地电位抬升。

雷击所外供电线，如果雷电流强度较大，损坏馈线出口避雷器，失去对雷电侵入波的防护。

雷击所外架空回流线，导致雷电流通过回流电缆进入所内集中接地箱或端子箱，引起周围地电位的抬升。

1.2互感器引入雷电过电压牵引变电所内有电压和电流互感器，互感器的一次侧接高压部分，二次侧接所内综合自动化设备，可能将雷电过电压耦合到二次侧，导致保护测控装置损坏。

1.3接地系统引入雷电过电压牵引变电所由于接地网均压效果不好，会使强大的雷电流在通过避雷针、避雷器的引下线流入变电所接地网时局部电位升高，接地网电位分布不均匀，导致设备接地线可能处于高电位，使设备外接电源产生电位差，损坏低压设备。

1.4通信信号电缆引入雷电过电压信号线路包括微波天线、音频线、GPS天线、监控视频线、光纤加强筋或屏蔽层等，这些信号电缆自带金属线可能将雷电压引入综合自动化系统，或通过综合自动化系统传导至各子系统，并直接导致接口损坏。

浅析铁路牵引供电系统防雷技术研究与建议摘要：近年来，随着我国铁路行业的飞速发展，人们对于铁路的安全性也提出了更高的要求，而牵引供电系统对于铁路的安全性更是具有直接的影响。

一旦牵引供电系统发生故障，将严重影响铁路的正常运行。

雷擊事故作为铁路正常运行的常见且主要安全事故，加强铁路牵引供电系统防雷技术的研究，对于预防此类事故的发生，确保铁路安全正常运行具有重要价值和意义。

关键词：铁路;牵引供电系统;防雷技术1引言一直以来，我国在铁路牵引供电系统防雷技术方面的研究力度和强度都没有停滞过。

这主要是由于铁路牵引供电系统防雷技术对于铁路安全和发展具有重要影响。

有学者对铁路牵引供电系统在缺乏避雷线的情况下展开了研究，研究结果表明，此种情况下，雷电特性主要表现为雷击次数翻倍增长，与此同时，在高架桥平均高度达到一定数值后，感应电压会非常小，进而引发铁路安全事故。

然而，近年来，随着我国铁路建设规模的不断扩大，也伴随高架桥高度的不断增高，感应雷以及直击雷所引发的绝缘闪络次数也呈现出快速增长的趋势。

因此，铁路牵引供电系统防雷技术研究力度和强度还应不断加强。

2铁路牵引供电系统防雷体系相关理论概述2.1防雷体系概念铁路牵引供电设备主要包括变电设备、接触网设备以及远动系统设备。

其中，变电设备主要包括变电所、开闭所以及分区所三种。

铁路牵引供电设备的作用是确保不间断行车可靠性供电，也就是说，铁路牵引供电能力只有在与线路运输能力相匹配时，方能满足列车密度、运行速度以及重量的具体要求。

现阶段，尽管我国变电所的防雷技术已经相对比较完善，但在安装避雷装置方面，却仅在一些关键部位进行了安装，如隧道口两端以及线路变电所的入口等。

铁路一般常用高架桥的方式跨越谷地或者河流。

而高架桥上的接触网支柱却均是通过桥墩内部的钢筋结构接地等，也就是说，在此种情况下，接地电阻存在一定的不合格，进而出现绝缘闪络。

由此可见，避雷设施还应安装在高架桥的两端。

2.2防雷体系的重要性铁路牵引供电系统在铁路运行过程中发挥着至关重要的作用，如果供电系统遭受雷击，轻则致使列车断电，重则发生列车事故，甚至还可能会造成人员伤亡的严重后果。

高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究摘要：我国高速铁路的建设发展不仅方便了我国人民的生活，同时还可以缩短外出时间。

牵引供电系统对于我国高速铁路来说尤为重要，其严重的影响到了高速铁路的正常运营，如果它遭受到了强烈的雷击，就会对其运行产生巨大影响，同时还可能因此出现巨大的经济损失。

雷击问题成为了我国牵引供电系统的主要安全故障原因之一。

所以，应该切实地做好保护高速铁路牵引供电操作系统的防雷电工作。

关键词：高速铁路;牵引供电系统;雷电防护体系;研究引言我国的高速铁路的安全运行很重要，其中的牵引供电系统对于我国高铁的安全运行责任意义重大，如果这一系统出现了安全故障问题，就可能会影响到我国高速铁路的正常运行，因而遭遇雷击安全事故成为了高速列车安全运行中的主要问题之一。

一旦其中的牵引供电系统被雷电击中，列车就会出现供电中断的不正常现象，进而形成被迫停车的安全事故，严重的情况可能会造成列车的安全事故，出现列车人员伤亡以及财产损失等问题。

所以，我们应该做好我国高速铁路中的牵引供电系统的雷电保护防御措施和工作。

一、我国高速铁路的主要防雷电体系（一）国外的相关体系日本在进行防雷体系的设计过程中，依据雷击的不同发生频率以及各个线路中的重要程度，分别把其划分成为不同的几种区域，在不同的区域中应该采取不同的防雷应对措施。

相比而言，德国每年发生的雷击次数就很少，所以在进行设计的过程中一般不考虑防护直击雷，所以只考虑到对感应雷过电压采取的避雷针形式来进行限制。

综上，我国应该吸收并合理借鉴日本完备而又复杂的防雷体系。

（二）我国高速铁路的防雷体系与国外的防雷体系相比，我国的高速铁路应该采取自耦变压器的主要供电方式，然而，列车中的牵引供电系统大多数都是通过变电所以及牵引网所组成的。

对于很多变电所使用的雷击防护措施已经逐渐变得成熟，而牵引网大多数都没有进行直击雷的防护措施，并没有把避雷针和避雷线设置安装在相关线路上，仅仅在列车的线路变电所的入口、出口等重要部位中都安装了精确的避雷针和避雷器。