津滨轻轨架空接触网雷害防治研究

研究目的:城市轨道架空接触网雷电过电压危害日益突出,其供电系统架空接触网是无备用设备,雷击损坏设备时将直接影响运营安全。津滨轻轨工程是架空接触网遭受雷害最为严重的城市轨道交通工程之一,根据津滨线接触网的具体情况建立相应的数学模型,利用软件对接触网雷电闪络特性进行分析,改进津滨轻轨接触网既有防雷措施,提高其抗雷电灾害的能力,同时研制适用于城市轨道交通接触网的专用避雷器。研究结论:(1)城市轨道交通供电系统采取雷电过电压防护措施有效降低了雷击过电压条件下架空绝缘子击穿闪络破损概率,降低了变电所雷击跳闸概率,达到了牵引供电系统可靠性要求,满足了运营安全性的要求;(2)国内工程中对绝缘子没有防护措施,避雷器不能防止反击跳闸,因此造成了严重的事故损失;(3)由于架空接触网绝缘子耐雷水平过低,因此并联安装带间隙金属氧化物避雷器是防止绝缘子雷击损坏的有效措施;(4)接触网钢支柱应接地,接触网系统应架设架空地线,并应尽可能靠近带电导线,但不需特别抬高;(5)变电所应采取相应措施进行雷电过电压防护;(6)本文研究成果可以应用在城市轨道交通领域。     

地铁架空地线的防雷接地方案研究

本文基于阻碍钢支柱与桥梁钢筋间形成杂散电流通道但提供雷电流泄放通道的方法,对架空地线的防雷接地方案进行了研究,提出架空地线防雷接地方案选用原则,分析既有接地方案的不足,提出采用雷电冲击接地器接地的新方案。完成了雷电冲击接地器样品试制并在工程中试用,建议在今后地铁工程高架桥架空地线防雷接地设计时选用。     

地铁接触网避雷器保护范围的研究

结合深圳地铁运营实践,分析了接触网电压波的运动特性,并建立了接触网雷击的简化分析模型。通过理论分析发现,当雷电直接侵入接触网时,距雷击点最近的绝缘子会率先发生闪络击穿,避雷器仅能限制同一支柱绝缘子两端的电压,而不能对其他缘缘子形成有效保护。建议接触网防雷设计应因地制宜,架空地线宜兼作避雷线,采用不平衡绝缘策略,使用串联间隙避雷器。     

电气化铁路接触网雷击过电压研究

在运用电气几何模型对接触网捕雷面进行分析的基础上,考虑地阻抗对导线参数及场线耦合的影响,利用修正的电报方程对雷击时接触网上的电压、电流分布进行求解。建立了绝缘子闪络模型,对雷击过电压下绝缘子闪络进行仿真,分析了支柱通过钢轨接地、支柱上架设避雷器等方式对接触网雷击过电压的影响。仿真结果表明,地阻抗会对接触网雷击过电压的幅值及波形产生一定的影响,应根据设备实际的绝缘配合水平来配置避雷器。     

接触网安装避雷器的防雷效果研究

研究目的:雷电过电压严重威胁电气化铁路牵引供电的可靠性,在接触网上装设避雷器是降低雷害的措施之一。但接触网避雷器的防雷效果还没有可供参考的理论分析。本文以我国接触网绝缘子的绝缘强度和雷电流的概率分布为基础,运用接触网雷击跳闸的概率模型计算比较接触网是否安装避雷器的雷击跳闸情况。研究结论:通过研究分析表明:由于电气化铁路接触网外绝缘水平较低,容易在雷电过电压下发生支柱绝缘子连续闪络是一个显著的特点,在分析接触网耐雷水平和各种防护措施的效果时忽略这一特点都会带来很大的误差。避雷器并不适合广阔区间的分散式的防雷方式,而是在雷击比较密集的地点采取密集的安装方式才能取得很好的防雷效果。     

浅谈电气化铁路接触网防止雷击措施

由于电气化铁路接触网外绝缘水平较低,容易在雷电过电压下发生支柱绝缘子连续闪络。本文通过分析接触网雷电流分布及机理,提出不适合在广阔区间采取分散式的避雷器安装方式,而是在雷击比较密集的地点,采取密集的安装方式才能取得很好的防雷效果。     

城市轨道交通架空接触网雷电防护

我国城市轨道交通架空接触网导线离地高度和线路绝缘水平与电力系统10 kV配电线路相当,雷电防护应以防感应雷为主.本文对接触网感应过电压进行了仿真研究,利用统计方法计算了接触网感应雷击跳闸率,提出了采用避雷线、绝缘子保护间隙和串联间隙金属氧化物避雷器3种雷电防护措施.     

电气化铁路接地困难区段避雷线架设方式研究

在接地困难的路基段接触网支柱大多采用自然接地,支柱接地电阻较大,雷击避雷线后容易遭受反击。分析间隔接地改造和部分绝缘改造对接触网雷电防护性能的影响,并利用PSCAD/EMTDC仿真分析两种接地改造方案的雷电防护性能,从而确定合理的避雷线接地改造方案。研究结果表明:采用间隔接地改造时,接地改造后支柱耐雷水平有较大提高,未改造支柱耐雷水平几乎不受影响,并且接地改造间距小于200 m时雷击跳闸率有较好改善,大于200 m以后雷击跳闸率基本没有改善;采用部分绝缘架设时,导线绝缘子由最初的反击过电压闪络演变成感应过电压闪络,无论避雷线绝缘肩架的绝缘等级高低,都无法提高接触网的耐雷水平和雷击跳闸率,因此不建议采用避雷线绝缘架设模式。     

铁路客运专线接触网防雷研究

研究目的：我国客运专线建设速度加快，所经地区地理、气象、气候条件差别较大，情况复杂，如果接触网不设避雷线，易遭受雷击引起损坏。为保证接触网运行的高可靠性，在分析德国、日本接触网防雷措施的基础上，结合我国电气化铁道现状，提出广深线接触网系统防雷的改建建议。通过分析和理论计算，对客运专线接触网系统防雷进行研究。 研究结论：针对电气化铁道中部分线路遭受雷击较频繁的现状，对广深线接触网遭受雷击跳闸进行了统计分析，建议广深线全线架设架空地线，架空地线采用柱顶方式安装。在强雷区应设置避雷线，对客运专线应切实做好避雷器和避雷线的接地，保障避雷设施正常运行。     

高速铁路接触网防雷措施及建议

研究目的:目前我国高速铁路地理区域跨度大,而且无备用系统,因此雷击一旦形成永久性故障将造成供电区段的停运。根据规范只有强雷区接触网才架设独立的避雷线,但我国高速铁路接触网一般处于多雷区,接触网未设避雷线,易遭受雷击引起损坏。为保证我国高速铁路接触网运行的高可靠性,文章结合我国高速铁路供电方式,提出关于高速铁路接触网防雷措施的建议。通过理论计算和实际分析,对我国高速接触网防雷进行研究。研究结论:(1)鉴于我国已开通的高速铁路雷击事故较频繁,通过对接触网遭受雷击闪络次数的计算分析,高速铁路接触网采用AT供电方式时,保护线PW线采用柱顶方式安装,正馈线采用合成绝缘子;(2)高速铁路应做好避雷器和保护线的接地,保障避雷设施正常运行;(3)建议完善我国接触网系统的耐雷水平、跳闸率或故障率等具体的指标要求。