1、接触网雷害分析及防雷措施学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 接 触 网 雷 害 分 析 及 防 雷 措 施- -摘 要本论文主要阐述接触网雷害分析及防雷措施。接触网是电气化铁道系统必不可少的主要设施之一，特点是没有备用线路，发生任何事故，都将中断铁道运营。接触网线路长，穿越山陵旷野，遭受雷电袭击的机率大，容易受雷击导致电气设备损坏。接触网没有避雷线，接触网上装有少量的避雷器，其工作接地直接接在钢轨上，或接入轨道电路的轭流变压器线圈中点。这样的简单方式对防止雷电过电压是不够的。本文就是针对铁路电网结构及特点，研究雷电过电压及其保护措施，保证铁路电网的安全运行，减少雷击
2、损失。这不仅对铁路运输具有重要的经济意义，也对加快社会物质流动和经济建设步伐具有重要的意义，也是工程实际中需要研究解决的热门课题。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。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
3、器和避雷线的接地，保障避雷设施正常运行。关键词：接触网；雷害分析；防雷措施西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-I-目 录摘 要 .I引 言.11 电气化铁道概述.21.1 电气化铁路接触网概述.21.2 电气化铁路组成和分类.21.3 接触网的地线.51.4 避雷器技术.61.4.1 避雷器的作用.81.4.2 间隙、磁吹间隙.81.4.3 高压电容器.101.4.4 铝电解避雷器.111.4.5 氧化锌避雷器.111.4.6 管型避雷器.121.5 交流电气化铁道接触网上采用的避雷器.141.6 吸流变压器与回流线.152 接触网雷害分析.162.1 国外高速铁路防雷设计
4、概况.162.1.1 德国铁路防雷现状.162.1.2 日本铁路防雷现状.162.2 国内接触网防雷设计概况.173 客运专线接触网防雷措施.183.1 雷电流的概率分布.183.2 接触网遭受雷击过电压的分析.193.2.1 直接雷台.193.2.2 雷电反击过电压.193.2.3 感应雷击.203.2.4 接触网耐雷击水平计算.203.3 接触网遭受雷击跳闸统计分析及防雷建议.203.3.1 现场实例.203.3.2 跳闸分析.213.3.3 广深线防雷建议.21接 触 网 雷 害 分 析 及 防 雷 措 施- II -3.4 避雷器设置的分析.223.4 客运专线接触网防雷建议.22结
5、论.24致 谢.25参考文献.26接 触 网 雷 害 分 析 及 防 雷 措 施- 0 -引 言铁路是我国的主要交通干线，规划近期将建成铁道总里程 80000km，其中电气化铁道 20000km,占全国铁路营业总里程的 24%，但电气化铁路承担运量占我国铁路总运量的 1/3 以上。在四大交通中，飞机造价太高，汽车运力不足，轮船受地理条件限制，因此，铁道必将是国民经济发展的先行，高速、重载电气化铁道是铁路运输发展的方向。根据国家制定的战略发展规划，今后相当长的时期内将重点发展交通和能源。接触网是电气化铁道系统必不可少的主要设施之一，特点是没有备用线路，发生任何事故，都将中断铁道运营。接触网线路长
6、，穿越山陵旷野，遭受雷电袭击的机率大，容易受雷击导致电气设备损坏。接触网没有避雷线，接触网上装有少量的避雷器，其工作接地直接接在钢轨上，或接入轨道电路的轭流变压器线圈中点。这样的简单方式对防止雷电过电压是不够的。例如：广州东至深圳段，全线 80km（139 正线公里，730 条公里），1998 年 8 月 28 日正式开通运营后，当年雷电活动仅剩的 个月内就多次发生雷击闪路、跳闸，接触网的钢筋混凝土支柱数十根发生电烧伤，支柱上小块混凝土炸裂，沿线电务信号设备多处发生击穿、烧损，严重地威胁到了铁路行车装备的安全。所以，必须对接触网的防雷保护状况给予高度重视，目的是减少雷电对接触网的危害，保证铁路
7、电网安全运行。2004 年 4 月 18 日，全国铁路迎来第五次大提速，如果不能很好的保证铁路电网的防雷安全，也就不能保证铁路交通的顺畅，提速也就无意义了。接触网雷害分析及防雷措施是否得当对电气化铁路有一定的影响，希望通过对此课题的研究自己能对这方面的知识有更深层次的了解。西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-1-1 电气化铁道概述中国的电气化铁路采用了目前国际上普遍使用的先进的 25kV 单相工频交流制。其优点为：牵引供电系统的结构简单，牵引变电所损耗小、间距大、数目少，机车粘着性能和牵引性能良好，大大降低了建设投资和运营费用。1.1 电气化铁路接触网的概述在铁路运输中，目
8、前存在着三种主要牵引动力:蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引。采用电力机车牵引列车运行的铁路称为电气化铁路。它和蒸汽、内燃机车牵引的铁路相比，增加了一套牵引供电系统，是电气化铁路设备上的主要特点，牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两大部分。接触网是电气化铁路中主要供电装置之一，是沿铁路线上空架设，其功用是通过它与电力机车受电弓直接接触将电能传送给电力机车的一种特殊形式的输电线路，是一种无备用的户外供电装置，经常受冰、雨、雪、风等恶劣气候条件的影响，一旦损坏将中断行车，给铁路运输生产带来损失。所以，对接触网在设计方面和日常维护方面提出以下基本要求：1、接触悬挂应弹性均匀，高度一致，在高
9、速行车和恶劣气候条件下，能保证正常取流。2、结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性。3、寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。4、应注意节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。5、在日常维护时，按标准化作业程序，坚持标准化作业，严格按照设备 M 技术标准检修，严禁凭经验、臆测行事。6、按铁道部接触网安全工作规程、接触网运行检修规程中的巡视周期、检修周期，定期进行巡视检修。对开展停电作业的，若“天窗“ 不能兑现，应按其检修周期进行测量，发现影响行车的设备，立即报段生产调度和供电调度，要点检修。在检修前，应做好临时安全措施并做好记录。1.2 电气化铁路组成和分类（
10、1）电力机车从防制到独立开发，我国的电力机车已经形成了韶山车族电力机车，其牵引功率已达 9000 KW，时速超 250KM/h,和谐号动车组成为客运专线主要运营车辆。接 触 网 雷 害 分 析 及 防 雷 措 施- 2 -图 1.1 韶山车族电力机车受电弓以（68.69.8）N 的接触压力紧贴接触线摩擦滑行，将电能引人机车。图 1.2 受电弓（2）接触网供电接触网供电是向电力机车供电的特殊输电线路。接触网上的额定电压：为 25kv，由于较长距离的供电，在输电电线路和接触网中产生的电压和电能损耗，使接触网未端电压降低。为了使接触网未端不低于电力机车的最低工作电压，牵引变电所馈出母线上的额走电压为
11、 275kV。图 1.3 所示为直接供电方式的供电系统。西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文-3-图 1.3 供电系统1高压输电线，2牵引变用所，3馈电线，4接触网，6电力机车；7钢轨接触网的供电方式1单边供电2双边供电3越区供电（3）接触网的组成图 1.4 接触网组成接 触 网 雷 害 分 析 及 防 雷 措 施- 4 -1、接触悬挂接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂应满足以下要求：（1）接触悬挂的弹性应尽量均匀。（2）接触线对轨面的高度应尽量相等。（3）接触悬挂在受电弓压力及风力作用下应有良好的稳定性。（4）接触悬挂的结构及零部件应力求轻巧简单，做到标
12、准化。（5）另外，要结合国情尽量节省有色金属及钢材，降低造价。2、支持装置支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。3、定位装置定位装置包括定位管和定位器。功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。4、支柱与基础支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。1.3 接触网的地线1地线的作用接触网地线是起保护作用，地线将接触网设备中非常带电的金属部分于钢轨连接起来，当绝缘子发生击穿，闪络或因老化而严重漏电时，变电所保护装置回立即反映事故状态，迅速切断电路。2.地线的按设及要求
