高速铁路接触网防雷接地研究

2022-09-11

作为供电系统的重要组成部分, 接触网裸露在自然环境中, 大部分容易损坏, 同时引起站内电气设备出现故障, 而且缺少后备的支持。而且在缺少防护措施或者措施不当的前提下, 经过雷击的侵入容易发生绝缘子损坏, 采用大气过电压防护措施不仅影响电气化铁道运营, 而且还会通过接触网出现线路跳闸等情况, 传入变电所。按照国家高压配合等级规定, 额定电压设置绝缘配合接触网[1]。

我国高速铁路地理区域集中且跨度大, 雷电活动较为集中东部沿海区域和南部区域, 设在高架桥上, 耐雷的水平大于雷电流输变电设备的绝缘以及普通电气化铁路上和收集雷击的宽度不断加大, 接触网的防雷收集进行了系统设计和综合的防护, 雷击的概率增大使得绝缘配置的方面出现了绝缘水平高于普通铁路标准建设的情况, 接触网的防雷设计避免了线路投运后病害问题频发一旦出现雷击, 高铁接触网的对地高度就会起作用, 防止造成永久性的故障, 接触网的80%的路段架造成供电区域的停运, 以运输安全为目标, 实现了。

1、高速铁路防雷设计

电气化铁路接触网的设计, 是根据雷击频度和线路重要程度的等级划分进行的, 其他区段无论是经济方面还是防护效益方面, 按照规定, 采用避雷器进行有线的保护, 将防雷措施进行加以设定。需要进行全面防雷的保护, 同时建立全线接触网的架空避雷线, A级区的雷害严重且线路重要, 连接起接触网的隔离开关以及电缆接头, B级区的雷害较为严重, 雷电对接触网部分场所沿着接触网架设了架空避雷线, 都不会考虑设置在牵引变电所出口以及接触网隔离开关。例如德国铁路经过测量后, 直接冲击通过电压的保护装置, 限制雷电过电压只用于有频繁雷电存在的地段, 设置了架空地线终端。架空地线终端设置了避雷线设立了牵引变电所出口[2]。

2、国内接触网防雷接地设计

我国电气化铁道接触网防雷接地等, 依据高速铁路设计规范进行设计, 接触网的防雷措施连接到接触网上, 与高雷和强雷区分相和站场端部的绝缘关节相连, 并且架设架空避雷线必须做好避雷装置, 主要布设在高雷和强雷区, 包含安装避雷器长度一般在2000米以上的隧道的供电线, 设置了避雷装置, 独立避雷线的强雷区设置的保护角为45度。

3、高速忒路接触网防雷措施的建议

3.1 接触网的安装形式采用了AT、AF、PW等供电方式的线路。线路的暴露宽度采用电气几何模型和先导发展模型计算的方法, 计算条件如下, 为负极性, 自然雷中90%的雷击计算中采用绝缘子的闪络判据, 可求出线路的年雷击闪络次数。线路的长度相乘, 对接触网的线路进行落雷的闪络概率的计算, 可获得线路的引雷面积, 再乘以地闪密度, 当线路长度取100公里的时候, 就可以获得线路的百公里年闪络次数的计算公式:

直击雷闪络概率 (PW在下安装)

将现有PW提高兼作避雷线, 设置了PW线高于AF线, 保护角a=10。按照桥梁高度进行AF和T线的闪络次数。

3.2 为了防止重合闸的失败, 采用绝缘子进行工频续流电弧的方法进行线路的恢复, 可以防止线路闪络和工频电弧的孤立, 相应的措施包含了避雷线和避雷器, 疏导工频电弧, 防止电弧在绝缘子表面燃烧, 安装绝缘子的并联保护间隙, 提高绝缘子的自身的抗烧蚀能力[3]。

4、高速铁路接触网防雷建议

4.1 当加强线从运行中退出后, 为了加强线变成柱顶的架空线, 可以屏蔽接触网和正馈线, 增设了一根铝包芯铝绞线, 将接触悬挂和加强线之间的连接拆除。架空地线在高速铁路线, 并短接各个加强线固定处的支柱绝缘子

4.2 对雷害多发区和重要设备位置, 为了避免直接雷害, 架设避雷线时候建议分析和统计沿线雷害情况, 尽可能将避雷线安装在承力索的上部, 安装绝缘底座时不可以使用同一个电流通道。

4.3 将避雷器设置在雷害多发区, 封闭雨棚的两侧, 在敏感位置布置避雷设备, 统计分析少雷区沿线雷害情况, 注意在隧道两端、站场和分相端部的绝缘锚段关节, 尤其是较长供电线上的高架区区域, 注意布设高路基架空转换处以及电缆等重要区域。

结语:

对于雷电保护的问题, 应采用多种措施, 减少雷电引起的故障概率, 接触网的防雷措施应根据防护的效果, 工程的优缺点, 采取相应的措施进行实施, 例如选择PW线进行太高, AF线悬挂等方式, 将接触网胸痛的耐雷水平、跳闸率、故障率等节能型具体的指标设计, 通过不断完善接触网的系统耐雷水平, 将铁路的综合接地系统加以充分利用。

摘要：当前我国高速铁路的地理跨度较大, 雷击形成后由于没有备用系统, 造成了永久性的故障, 导致供电区段发生停运。根据规范, 避雷线应该架设在强雷区的接触网上, 而且我国的高速铁路的接触网处在多雷区, 容易受到雷击并引起损坏。为了我国高速铁路接触网能够运行达到良好, 本文结合高速铁路供电方式, 提出关于高速铁路接触网防雷措施的建议。经过研究表明, 通过AT供电方式进行接触网的雷击闪络的次数的计算, 应采用柱顶的方式合成绝缘子, 得到了PW线的保护方式, 高速公路做好耐雷水平和保护线路的接地, 能够保障接触网系统的避雷设施的正常运行, 因此要对我国避雷器跳闸率等进行具体的指标要求。

关键词：高速铁路,接触网,防雷接地