带回流线的直接供电方式接触网防雷技术的研究毕业设计(论文)

铁路牵引供电接触网直击雷防护分析摘要：随着我国铁路事业的迅速发展，人们对铁路运输的依赖性日益增强，对其安全性能的要求也越来越高。

铁路是一种以牵引动力的现代交通运输方式，在其设备的维修中，牵引供电系统的正常运转起到了至关重要的作用，一旦遭到雷击，将会造成很大的损失，因此，雷击是造成牵引供电系统故障的一个重要因素。

针对这一问题，本文对铁路牵引供电接触网防雷技术作了较深入的讨论。

关键词：铁路；牵引供电；接触网；防雷措施引言有关资料表明，在铁路运行过程中，接触网被雷击伤的概率很高，已成为不可忽视的问题。

如京沪高速铁路北京至上海段，由于接触网遭雷击，导致列车停运2小时，给铁路企业带来了巨大的经济损失。

因此，为了保障铁路的安全运行，有必要对接触网直接雷电防护技术进行改进。

1.防雷技术1.1.架设避雷线架设避雷线，可以形成扇形屏蔽区域，达到规避直击雷的目标。

与传统技术相比，该技术可以改善雷电感应过电压的参数值，有助于强化防雷效果。

根据现有工程项目经验，避雷线通常安装在塔杆顶部位置，设定保护角20°~30°，与横腕臂相距1.7m，与地线连接。

上述结构可确保雷击后的电压快速泄漏至大地，达到保障安全的目的。

1.2.设置避雷器目前，在高速铁路上常见的避雷器为无间隙氧化锌避雷器，在正常工况下流过壁垒的电流量几乎可以忽略不计。

但是在雷击发生后，因为避雷器具有非线性特性，瞬间通过避雷器的电流量可能达到数千安培，此时避雷器为导通状态，可以短时间内释放电压能量，最终降低雷击的伤害。

2.铁路牵引供电接触网直击雷防护措施2.1.案例概述某铁路供电段共设置6个变电所以及33个供电单元，根据2018－2020年的相关数据统计显示，近几年雷击跳闸次数明显增加，结合当地气象信息等资料展开进一步分析后发现，当地铁路牵引供电接触网雷击现象与恶劣气候数量呈正比例关系，因此，可认为雷雨等恶劣天气与雷击跳闸之间存在相关性。

2.2.防雷措施2.2.1.设置避雷器与避雷针设置避雷器与避雷针是案例项目的主要防雷措施。

浅谈电气化铁路接触网防雷技术发布时间：2022-10-18T06:15:31.728Z 来源：《福光技术》2022年21期作者：彭松[导读] 科学技术发展速度不断加快，电气化铁路应运而生，其因优点突出而广泛应用，即采用能供电的方式就能够驱动火车运行，环保而且操作便利，这已经成为当前最为重要的铁路类型。

中国铁路沈阳局集团有限公司锦州供电段锦州 121000摘要：在交通轨道运输中，电气化铁路已经成为当前必不可少的路线。

其处于运行状态的过程中很容易被雷击，因此造成跳闸的问题或者出现其他供电故障问题，造成设备无法正常与进行，甚至威胁到人民的生命，因此造成巨大的财产损失。

对电气化铁路要做好防雷处理，一个重要的技术措施就是对接触网采用防雷技术进行处理，降低电气化铁路运行中的故障发生率，本论文着重于研究电气化铁路接触网防雷技术。

关键词：电气化铁路；接触网；防雷技术引言科学技术发展速度不断加快，电气化铁路应运而生，其因优点突出而广泛应用，即采用能供电的方式就能够驱动火车运行，环保而且操作便利，这已经成为当前最为重要的铁路类型。

电气化铁路本身不会产生能源促使其运营，因此需要提供安装配套的电气化设备，使其为铁路供应电能。

电气化铁路运营中，使用最为重要的就是电气化设备即为牵引供电系统，其是电气化铁路的核心，主要为两大部分，一部分是牵引变电所，另一部分是接触网，其中，接触网非常容易受到雷电的危害。

气候条件对牵引供电系统产生影响，尤其是雷电影响巨大，如果没有采用科学有效的措施，就会导致电气化铁路运营的过程中产生故障，对接触网防雷技术做好防雷工作是非常必要的[1] 。

一、接触网遭到雷击的特点接触网遭到雷击的特点主要为三个方面，即绝缘子部位遭雷击的几率高，最高处遭受雷击的几率高，雷击后果为设备烧损，具体如下：（一）绝缘子部位遭雷击的几率高如果电气化铁路的接触网遭到雷击，绝缘子部位的几率最高。

从近年来所发生的各种雷击事故情况来看，在电气化铁路接触网中，发生雷击事故几率最高的是绝缘子部位，占有比例超过总数的一半，如果雷雨天气产生巨大的雷电将绝缘子击穿，设备就会产生故障，无法正常发生功能，严重影响整个铁路的运行。

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。

高速电气化铁路接触网防雷研究摘要：电气化铁路接触网在铁路运输系统中起着至关重要的作用，但常会受到雷电等自然环境的影响，造成设备故障和其他损失。

同时，随着铁路建设越来越完善，电气化铁路接触网在铁路运输系统中的作用越来越重要，而铁路接触网的安全性也成为铁路运输系统中一项重要的问题。

本文论述了铁路接触网防雷设计及接触网雷电特点，分析了接触网雷击跳闸的危害，并提出了铁路接触网的防雷措施。

关键词：电气化；接触网；防雷措施我国电气化铁路横跨东西纵贯南北，所经地区地理气候千差万别，情况复杂，尤其是高速铁路采用高架桥形式，接触网成为小区域内的相对高点，使其遭受雷害的几率大大增加，一旦遭受雷击则易造成绝缘闪络断裂、线路跳闸等事故，甚至会导致列车停运，对铁路运输造成巨大影响。

因此，接触网的防雷是实现电气化铁路安全、稳定、不间断供电的一个重要环节。

1 铁路接触网防雷设计目前，我国的高速铁路地理区域跨度较大，没有备用系统，在这种情况下，一旦遭遇雷击将形成永久性故障，不可避免地造成供电区段的中断。

根据铁路相关规定，只有强雷区接触网才能架设独立的避雷线，通常情况下，我国的高速铁路接触网多处在多雷区，接触网没有架设避雷线，使高速铁路接触网及易遭受雷击，从而造成损坏。

为更好地保障高速铁路接触网的运行，应提高铁路运行的可靠性和安全性。

我国的高速铁路接触网在防雷设计方面，主要依据和参考的是在高速铁路设计规范中的铁路电力牵引，在供电设计规范中和铁路防雷电磁兼容及接地工程技术暂行规定中有明确的规定。

以雷电天数的多少可将区域分为四个级别:平均每年的雷电天数在不超过二十天的地区划为少雷区，而平均每年雷电天数多于二十天，不到四十天的地区划为多雷区，另外，平均每年的雷电天数超过四十天，不到六十天的地区划为高雷区，而平均每年雷电天数超过六十天的地区划为强雷区。

高速铁路接触网在防雷设计和采取防雷措施时，更多的是架设架空避雷线及安装避雷器的办法，同时，还需要做好相应的高速铁路接触网防雷的接地措施。

云桂线接触网设计文件一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况（1）铁道部工程设计鉴定中心《关于新建云桂铁路初步设计的批复》（铁鉴函[2010]301 号）的审查意见如下：1）接触网采用全补偿简单链型悬挂。

接触线采用铜合金接触线：正线为CTS150，站线为CTS120。

承力索采用铜合金线：正线为JTM120，站线为JTM95。

供电线上网原则上尽量采用架空线。

2）路基地段腕臂柱采用环形等径预应力混凝土支柱，T型梁的桥支柱采用格构式钢柱，桥隧或桥桥相联的较短路基区段腕臂柱原则上与桥支柱一致。

3）支柱高度选取根据以下原则设计：支柱高度选取按上腕臂底座距柱顶外露一般100毫米、最大300毫米设计。

基础面距轨面距离，路基区段按615毫米、桥梁区段按535毫米考虑。

支柱高度：路基区段一般支柱7900毫米（通行双层集装箱列车区段为8900毫米），桥梁区段一般支柱7800毫米（通行双层集装箱列车区段为8800毫米）；有下锚、线间立柱等其他悬挂安装要求的支柱，可根据实际安装需要尺寸计算确定。

4）全线按绝缘距离1400mm设计，一般采用瓷绝缘子，隧道内或特别严重污秽地区可采用合成绝缘子。

5）站场接触网采用线间立柱安装型式。

6）隧道接触网采用倒立柱式全旋转腕臂结构，接触网支持装置安装采用后置锚栓方式。

7）设置江西村、平果、百色、富宁、广南、普者黑和弥勒供电工区负责接触网和电力设施的维修工作。

（2）初步设计审查意见执行情况1）新建接触网悬挂方式采用全补偿简单链型悬挂，正线采用JTMH-120+CTS-150（高强度）线材，联络线及高速车站站线采用JTMH-95+CTS-120线材；改建既有接触网正线采用JTMH-95+CTS-120线材、站线采用JTMH-70+CTS-85线材。

供电线一般采用架空线，隧道内采用电缆。

2）路基地段腕臂柱采用φ350等径混凝土圆杆，箱型梁的桥支柱采用H型钢柱，T型梁的桥支柱采用格构式钢柱。

3）路基区段一般支柱高度为7.9ｍ（双层集装箱区段为8.9ｍ），桥梁区段一般支柱高度7.8ｍ（双层集装箱区段为8.8ｍ）。

高速铁路牵引供电接触网防雷技术研究魏金兖摘要：目前，我国经济不断发展，从而带动了我国的交通运输产业，高速铁路已经成为了目前很多人出行的重要交通设施，并且普及度越来越广。

随着我国高铁的行驶里程不断的增加，对于高铁行驶当中的安全也是一个很大的问题，特别是高铁铁路牵引供电接触网的雷电防护问题，这也是推动高速铁路发展的重要技术。

本文就针对高速铁路牵引供电接触网的防雷技术进行研究探讨。

关键词：高速铁路；牵引供电；接触网；雷电防护；交通运输引言：高速铁路目前在我国很多地区都普及了，由于高速铁路的特性，所以高速铁路就需要牵引供电系统来保证高铁的正常运行。

当遇到雷雨天气的时候牵引供电系统就会进行雷电防护，以免高铁在行驶过程当中，由于断电给乘客带来安全隐患。

目前对于高速铁路牵引供电接触网的雷电防护技术的研究有着很重要的意义。

一、高速铁路牵引供电系统雷电防护的缺陷1、直击雷电的防护问题高速的铁路牵引供电系统在电压等级上来说是相当于电力系统的35KV，所以当在进行雷电防护的时候，需要参考35KV输电线路以及普通高速铁路接触网的规范。

而且在所有的接触网防雷线当中没有安装避雷线，所以就需要在关键的设备上安装避雷器。

在高速铁路中也会有很多的高架桥，高架桥接触网在对地高度上相当于110KV的架空路线。

由于高架桥上并没有安装避雷线，这就导致容易受到雷电的危害。

在很多时候，直击雷入侵高铁供电系统是从以下三个方面进行入侵的；第一个就是对于承力索进行雷击，如果雷电入侵承力索之后，这个时候腕臂绝缘子就会发生闪络提示；第二种入侵方式就是对于正馈线进行雷击，这种方式进行雷击的时候就会导致悬式绝缘子发生闪络；第三种就是对于保护线路进行雷击，这个时候就会导致二种绝缘子同时发生闪络现象。

2、冲击接地电阻问题高速铁路相对于普通的铁路有着很多的特点，例如高铁的速度比普通的快很多，所以其牵引电流就会比普通的要大很多，以及钢轨的泄露电阻也会比较大。

高铁的维修养护人员很容易发生触电的事故，并且由于时间的增加，绝缘也在不断的老化，从而也就会影响到高速铁路牵引供电系统的正常运行。

2020.08科学技术创新带回流线的直接供电方式牵引供电计算方法研究陈鲜（中交铁道设计研究总院有限公司电通处，北京100089）1概述牵引供电系统为列车及动车组提供不竭的清洁能源，在铁路系统的安全、可靠运行中起着不可或缺的作用。

当前我国牵引供电系统采用110kV 或220kV 电压等级，经过牵引变电所变压器转变为27.5kV 或55kV （AT 供电方式）电压，再由接触网为电力机车输送电源。

因此牵引变电所和接触网所在的牵引供电系统设计及计算，就显得至关重要。

2牵引供电计算理论及方法当前在实际工程设计中常用的牵引供电计算方法有“平均行车量”法、“列车运行图”法及“概率统计”法。

在开展牵引供电系统的设计及计算时，应当依据工程的特点及各种方法的适用场合，及供电计算所需参数及资料，确定供电计算需要采取何种具体方法，以便满足工程的实际需求[2]。

本文主要采用概率统计法进行分析。

通过概率统计理论，展现供电区段中移动的、且随时间变化的机车牵引负荷的随机变化规律，从而得出某供电臂在95%概率情况下的各类电流数值及最低电压水平等，即所谓牵引供电计算概率统计法[2]。

概率统计法在牵引供电计算中应用较普遍，尤其是计算单线电气化区段供电臂的电流和电压损失等参数，及能耗不均匀时供电臂的电能损失等的计算方面较有优势[3]。

本文分析算例为单线铁路，适合采用概率统计法进行计算和分析。

3牵引供电计算用到的基本公式3.1主要技术指标计算公式3.1.1供电臂平均电流Ip 。

本文供电方案采用单边供电方式，其供电臂平均电流可表示如式（1）[1]。

I p =1.667N ∑Ai ×10-3（A ）（1）其中N ———供电臂中的列车对数（对/日）；A i ———电力机车在供电臂内上、下行全部走行时间内的能耗（kVA ·h ）。

3.1.2供电臂有效电流Ix I x =K x I p （A ）（2）式中Kx ———供电臂有效电流系数。

直供方式接触网避雷线安装方式与防雷效果分析高保;曹晓斌;田明明【摘要】雷击将造成电气化铁路接触网绝缘子闪络,影响供电的可靠性。

现有的研究表明,在直供方式中,接触网的绕击耐雷水平远低于其反击耐雷水平,因此架设避雷线有利于提高接触网的整体耐雷水平,减少雷击跳闸率。

研究回流线升高兼做避雷线(方案1)与单独架设避雷线(方案2)对接触网防雷效果的影响。

研究结果表明,当避雷线位置合适时,两种方案均能对承力索的绕击起到很好的保护作用。

单独架设避雷线时,回流线与避雷线共同作用,增大与承力索的耦合系数,并对雷电流起到分流作用,从而提高接触网的感应耐雷水平与反击耐雷水平。

因此方案2的感应雷耐受水平与反击雷耐受水平均略高于方案1,但总体投资要大于方案2,现场应根据雷害的严重程度及投资比较,选取合适的方案。

%Lightning often causes flashover of insulator of electrified railway and impacts the power supply reliability. The existing researches show that, in the direct supply, the lightning-proof when lightning strikes the contact line is far below than that when it strikes the grounding line. So the lightning conductor is beneficial to improving the overall lightning-proof level of the contact system and reducing tripping rate. In this paper, the effects of the two lightning conductor modes have been researched. One is to raise the reflux wire to serve as the lightning conductor and the other is to set up a new lightning protection line. The research results show that, if the position of the lightning conductor is suitable, the two modes can all provide good protection for the catenary. But in the second mode, reflux wire and the lighting conductor act simultaneously to increase the coupling coefficient of thecatenary and take part in current diverging. Therefore, the lightning-proof level of the second mode is higher than that of the first mode and its overall investment is higher than the first one. So, the selection of the appropriate mode should be based on a comparison of investment and the severity of lightning.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P131-134)【关键词】电气化铁路;接触网;回流线;避雷线;防雷【作者】高保;曹晓斌;田明明【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031;西南交通大学电气工程学院，成都 610031;西南交通大学电气工程学院，成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U225.5电气化铁路接触网的额定电压只有 25 kV，采用的绝缘等级低，容易在雷击时发生闪络。