【正文】 中部分線路雷擊事故比較頻繁，所以應重視接觸網(wǎng)的防雷設計，以運輸安全為目標，以系統(tǒng)優(yōu)化、綜合防護、防雷減災的原則進行接觸網(wǎng)防雷設計。 (3)強雷區(qū)設置獨立避雷線，保護角為 0～ 45。一般情況下，一次雷擊有多次放電，持續(xù)時間約為 ～ 。 通過以上計算可知，在平原地區(qū)每 100Km 的電氣化鐵道線路，每年由于承力索遭受雷擊引起跳閘的次數(shù)約為 15 次，這給客運專線的安全運行帶來了隱患。 保證雷擊過電壓及時通過接地引下線泄漏至大地中，從而有效防止直擊雷。 目前接觸網(wǎng)常用的避雷器為帶脫離器的氧化鋅避雷器，系統(tǒng)標稱電壓的有效值為 kV，額定電壓有效值為 42 kV．持續(xù)運行電壓有效值為 34 kV，陡波沖擊電流殘壓為 138 kV，雷電沖擊電流殘壓為 120 kV，操作沖擊電流殘壓為 98 kV。在吸收國外高速鐵路設計標準和成熟經(jīng)驗的同時，應組織有關部門進行理論研究及綜合試驗。 他們 學習上對我嚴格要求，在學術上對我精心指導，在科研上給我提供優(yōu)越的環(huán)境和條件，在生活上對我無微不至的關懷，這些我都將永遠銘記在心。感謝大學期間與我親密合作的師姐妹，我們一起為該課題的研究付出了心血和智慧，大家的共同努力才使得課題的研究取得成功。 接觸網(wǎng)雷害分析及防雷措施 24 結 論 本論文主要針對鐵路 接觸網(wǎng)雷害分析及防雷措施 進行論述。接觸網(wǎng)上安裝的避雷器保護范圍有限，只能防止其保護范圍內(nèi)的接觸網(wǎng)絕緣閃絡 、機車車頂保護電器動作，接觸網(wǎng)用氧化鋅避雷器大都采用帶串聯(lián)間隙的結構，其復合絕緣子長度短 。雖然增加部分投資但是對于電氣化鐵道的安全有著至關重要的作用； (2)增加接地數(shù)量和降低接地電阻。 西安鐵路職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 21 跳閘分析 (1)回流線安裝高度過低，在設計中，一般回流線架設高度在上下腕臂底座之間、比承力索架設高度低且回流線接地每隔 1～ 2Km 一 處接地電阻為 10 ，其只能起到架設耦合地線的防雷作用。 西安鐵路職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 19 (2)陜南以外的西北地區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)憾類地區(qū)的平均年雷暴日數(shù)一般在 20 d 及以下）雷電流幅值較小可由式 (3)求得 (3) 接觸網(wǎng)遭受雷擊過電壓的分析 接觸網(wǎng)雷擊包括直接雷臺，雷電反擊和感應雷擊過電壓等。一般來說年平均雷電日數(shù)增大則每平方公里大地 1 年的雷擊次數(shù)也隨之變大根據(jù)國際大電網(wǎng)會議 33 委員會推薦計算：接觸網(wǎng)側面限界為 3m，承力索距軌面平均高度為 7m，則單線接觸網(wǎng)遭受雷擊次數(shù) N= Td ，復線接觸網(wǎng)遭受雷擊次數(shù) N= Td ， Td為年平均雷電日數(shù)。雷電對接觸網(wǎng)的直接沖 擊會導致雷電沖擊過電壓，其在設計中考慮過采用過電壓保護裝置限制雷電過電壓一般應用避雷器 。 2．回流線 3．吸流變壓器解列和投入的操作順序，解列操作順序是： （ 1）合上單極隔離開關 6； （ 2）打開雙極隔離開關 4； （ 3）最后合上低壓側單極開關 2，吸流變壓器退出工作狀態(tài)。外部間隙由兩個針尖相對的極棒構成；內(nèi)部間隙在管子里，由一個棒形電極和一個環(huán)形電極組成，管子是用棉花纖維制成的元棉紙加氯化鋅膠液粘制成的，它一端封閉，另一端開有管口。這絕非因為人類智慧貧 因 ，而是電力工業(yè)的發(fā)展，才有了防雷的需要。一些軍用臺 (站 )即采用備用電源合閘裝置。 1925～ 1926 年， Peek 第一個在實驗室內(nèi)利用沖擊電壓發(fā)生器造成 “人工雷 ”對避雷針模型放電，研究保護范圍 ——保護系數(shù)與雷云高度對針高之比 (H/h)的關系，并研究了雷云極性對保護系數(shù)的影響。后因用量太少，生產(chǎn)廠效益不佳，陸續(xù)被閥型避雷器所代替。 接觸網(wǎng)雷害分析及防雷措施 12 1972 年，我國武漢市一個小廠生產(chǎn)出我國第一批氧化鋅壓敏元件，屬于世界上少數(shù)幾個繼日本之后能制造 MOV 的國家之一。當然，還有待定出 MOV 的耐受電流標準值。 1929 年美國通用電力公司 (GE)制出契利特閥型避雷器，使系統(tǒng)雷擊損壞率下降 90％。 只是到了 60 年代，波蘭才在 35～ 110kV 變電所，利用裝于進線入口的電感元件取得良好的防雷效果 (閥型避雷器裝于變壓器與電感元件之間，防止了 LC 諧振 )。 20 世紀初，開始注意限制工頻續(xù)流問題。這種峰值很高的過電壓會使絕緣子閃絡、擊穿而發(fā)生短路事故，造成接觸網(wǎng)設備損壞，當安裝了避雷器后，它能及時地將雷 電引入大地。 最大縱向放電電流：指每線對地施加波形為 8/20μ s 的標準雷電波沖擊 1 次時，保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。 額定電壓 Uc：能長久施加在保護器的指定端，而不引起保護器特性變化和激活保護元件的最大電壓有 效值。不久，俄國科學家羅蒙諾索夫和他的好友利赫曼也在雷云天，放風箏做試驗。 避雷器 技術 人類對雷電采取防護措施，最早可追溯到 12 世紀。 支持裝置 支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負荷傳給支柱或其它建筑物。圖 所示為直接供電方式的供電系統(tǒng)。 按鐵道部《接觸網(wǎng)安全工作規(guī)程》、 《 接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程》中的巡視周期、檢修周期，定期進行巡視 檢修。采用電力機車牽引列車運行的鐵路稱為電氣化鐵路。這樣的簡單方式對防止雷電過電壓是不夠的。 針對電氣化鐵道中部分線路遭受雷擊較頻繁的現(xiàn)狀對廣深線接觸網(wǎng)遭受雷擊跳閘進行了統(tǒng)計分析， 建議廣深線全線架設架空地線架空地線采用柱頂方式安裝。接觸網(wǎng)線路長，穿越山陵曠野，遭受雷電襲擊的機率大，容易受雷擊導致電氣設備損壞。 本文就是針對鐵路電網(wǎng)結構及 特點，研究雷電過電壓及其保護措施，保證鐵路電網(wǎng)的安全運行，減少 雷擊損失。在四大交通中，飛機造價太高，汽車運力不足，輪船受地理條件限制，因此，鐵道必將是國民經(jīng)濟發(fā)展的先行，高速、重載電氣化鐵道是鐵路運輸發(fā)展的方向。 20xx 年 4月 18 日，全國鐵路迎來第五次大提速，如果不能很好的保證鐵 路電網(wǎng)的防雷安全，也就不能保證鐵路交通的順暢，提速也就無意義了 。 所以，對接觸網(wǎng)在設計方面和日常維護方面提出以下基本要求 ： 接觸懸掛應彈性均勻，高度一致，在高速行車和惡劣氣候條件下，能保證正常取流。 電氣化鐵路組成和分類 （ 1） 電力機車 從防制到獨立開發(fā)，我國的電力機車已經(jīng)形成了韶山車族電力機車，其牽引功率已達 9000 KW，時速超 250KM/h,和諧號動車組成為客運專線主要運營車輛。 接觸懸掛應滿足以下要求： （ 1）接觸懸掛的彈性應盡量均勻。 功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負荷傳給支柱。幾年前作者偶然在安慶調(diào)查一類似上述結構的古塔，六條鐵鏈下垂到地面以上約 1m，詢向當?shù)?居民，也有說傳聞說過去鐵鏈沉入井中，問現(xiàn)在何以無井，均未能答。二百多年以后，作者于 20 世紀 90 年代初，作為特約專家，在北京主持我國中科院蘭州大氣物理所和解放軍二炮合作完成國防重點課題《火箭引雷車研制與火箭引雷試驗研究》的國家鑒定 (任主任委員 )， 1997 年又在電力部參加《火箭引雷試驗》可行性論證專家研討會，會后又應邀作 為七位專家之一，為部領導寫關于立課與否的專家意見，并由作者撰寫七位專家的綜合意見，直到不久前，在我所主持的 20xx 年高電壓技術與社會發(fā)展專委會學術研究會 (－ 14，廈門 )論文集中，國家電力公司廣東省電力試驗研究所等提供《火箭引雷對防雷裝置試驗》這一國家重點課題所取得的重要科研成果，將雷電先導的發(fā)展和向防雷裝置定位及放電的現(xiàn)象 (光學的和電的 )和規(guī)律，在理論上向前推動了一步。 電壓保護級別 Up：保護器在下列測試中的最大值： 1KV/μ s 斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。保護間 隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護。 (如圖 所示 )后來在本世紀 30 年代初，發(fā)展成去游離避雷器，即由纖維管制成的管型避雷器。如果是直擊雷， 或是擊于線路上的近區(qū)雷擊，電氣設備多數(shù)還會被擊毀。我們將電力部門近千個微波站全國指標 MTBF≥60年提高到 200～ 500 年的微波站過電壓保護柜，措施之一是 1∶ 1變壓器。 [11] 1982 1934 1935 1937（年） 300 3000 10000 100000（ A） 后者系 4/10μs波形 2 次， 100kA 及以上。開始主要用于產(chǎn)生電火花的電觸點，用來吸收暫態(tài)電壓能量。 80 年代中后期，先后在 330kV、 220kV、 110kV 等電網(wǎng)應用國產(chǎn) MOV。后來的實踐證明，它不能 “避雷 ”，而是將雷引向自身來保護其周圍的設備。后來又發(fā)展二次重合閘、單相重合閘以及單相與三相綜合重合閘。電力系統(tǒng)大發(fā)展之后，才產(chǎn)生干擾影響，出現(xiàn)電磁兼容問題。與此相似，正是由于早期室內(nèi)只有電燈和馬達這類電器，其防雷要求不高，建筑物防雷獨特之處不多。避雷器的接地端應保證可靠的接在牽引軌上。如果缺少防護措施或措施不當，可能引起絕緣 子損壞 ， 造成線路跳閘，直接影響電氣化鐵道運營。 根據(jù)雷電日的數(shù)量分為 4個等級的區(qū)域：年平均雷電日在 20d及以下地區(qū)為少雷區(qū)，年平均雷電日在 20d 以上， 40d 及以下地區(qū)為多雷區(qū)，年平均雷電日在 40d 以上、 60d及以下地區(qū)為高雷區(qū)，年平均雷電日在 60d 以上地區(qū)為強雷區(qū)。沖擊過電壓和感應過電壓的疊加值隨著接觸網(wǎng)支柱的接地電阻升高而升高即引起閃絡的雷電流幅值和絕緣于閃絡概率隨接觸網(wǎng)支柱的接地電阻而增加。 圖 客運專線典型接觸網(wǎng)支柱懸掛示意圖 （ 單位 mm） 接觸網(wǎng)雷害分析及防雷措施 20 感應雷擊 距接觸網(wǎng)有限遠 S65 m 處，雷擊對地放電時．在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生的過電壓與雷電流幅值成正比，其比值為 。 廣深線防雷建議 (1)全線架設架空地線。在有雷擊發(fā)生時只要避雷器的沖擊放電電壓小于接觸網(wǎng)絕緣子的沖擊放電電壓就會動作以避免變電所饋線斷路器跳閘。防雷與線路所在地形、氣象條件密切相關，不同的地域差異較大，同一地域中線路經(jīng)過的不同地形 也有一定差別，因此應在防雷設計時充分考慮這些因素，同時也應清楚認識到，由于雷擊發(fā)生的時間和地點以及雷擊強度的隨機性，對雷擊的防范難度很大，要達到阻止和完全避免雷擊事故的發(fā)生是不可能的，只能將雷電災害降低到最低限度，大大減小被保護的接觸網(wǎng)和牽引變電設備遭受雷擊損害的風險。在接觸網(wǎng)上安裝避雷器時，應根據(jù)線路及其具體情況，充分分析安裝避雷器的利弊，綜合考慮，適量安裝