城市轨道交通接触网防雷措施研究

城市轨道交通接触网防雷措施研究

聂康政

贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司，贵州 贵阳 550000

摘要:随着经济的发展和城市化进程的加快，城市轨道交通的接触网越来越复杂。为了应对严峻的气候变化，引入先进的触电防雷技术势在必行。通过对交通电接点网络雷击的分析，介绍了交通电接点网络的防雷措施，以应对严峻的气候变化，为今后交通电接点网络的完善提供参考。

关键词:城市轨道交通；接触网；防雷技术

引言:

目前，接触网架空雷电已成为影响我国轨道交通运行的重要问题。为此，国家政府颁布了一系列法律法规和行业标准，以促进轨道交通行业的可持续稳定发展。政府有关部门积极要求轨道交通运营公司开展防雷措施，提高电力设备运行的稳定性和安全性

1关于雷击对城市轨道交通接触网的危害

头顶悬链线通常是建立在开放的高点,这是影响当前和电场的开销悬链线(这个理论是类似于pre-discharge避雷器的概念,和具体程度的影响需要进一步的实验来得出科学结论,所以本文不会详细分析)。闪电是不同电荷云之间的放电，具有极高的瞬态电压。当架空悬链线受到雷击时，雷击电压可能导致绝缘子永久击穿，产生短路跳闸故障。一旦发生事故，列车将会中断运行，严重影响运行秩序。同时，雷电产生的过电压可以通过接触网传输到牵引变电站，损坏变电站的二次设备，造成巨大的经济损失。

2现有防雷措施及存在的问题

我国现有的防雷措施主要包括安装避雷器和增加架空接地线。避雷器通常安装在接触网开关处。这两种措施在一定程度上避免了雷电的危害，但也有雷电通过接触网造成的危害。

这一分析有两个主要原因。首先，目前系统的电气绝缘配合不完善，操作没有严格按照规定进行，这还需要研究和改进。另一方面，由于地理因素和周边环境的影响，部分地区出现了第五次雷暴，需求现象较为严重。； 在一些地区，区域是开放的，施工设备相对较少，而城市轨道交通接触网大多连接相对较高的建筑物。因此，一个避雷器需要充当多个避雷针，增加雷击的机会。

3关于城市轨道交通接触网防雷措施和建议

3.1抬高架空地线

接触网设备架空接地线的主要作用是防雷。结合相关计算结果，安装在顶柱900mm处的架空线路对接触网设备具有良好的防护效果。当雷击线路周围地面时，悬链线设备架空接地线可以同时减小正馈线和悬链线诱发的雷击过电压的影响和影响。结合实际情况，防雷角度(架空地线垂直方向与架空接触网连接的夹角)在一定程度上决定了架空线路对设备的防雷效果。为了使屏蔽效果更加明显，有必要降低防雷角度。根据现场条件设置架空地线的高度，将整个架空地线抬升到最高位置，其对悬链线设备的防雷效果会更加显著。在条件允许的情况下，最好将架空地线放置在顶柱外侧。

3.2应用串联间隙避雷器技术

为了从整体上提高轨道交通接触网的防雷能力，工作人员应重点保护设备的绝缘子，提高绝缘性能。串联间隙避雷器是由电力科学研究所研制的，主要由安装串联间隙设备和应用避雷器本体的电力设备组成。安装人员可将避雷器安装在接触网的关键部位，并与绝缘子平行连接。应用间隙避雷器可将雷击的冲击转移到串联间隙，串联间隙应在7cm左右。

3.3加设避雷线或避雷针

为了防止直接雷击破坏，一般采用架空雷击导线和架空线路。当接触网附近的地面受到雷击时，雷击电流会使导线产生强烈的感应过电压，而雷击导体与接触网导线的耦合可以降低绝缘子承受的感应电压。因此，避雷针不仅能有效降低接触网遭受直接雷击的概率，还能降低感应过电压引起绝缘子击穿和闪络的概率。安装避雷针也是防止直接雷击的有效措施。避雷针安装在悬链线支柱的顶部。避雷针连接接地线，并通过接地线连接到地下放电接地网。雷云放电接近地面,能使地面电场畸变,关注避雷针的顶部形成局部电场空间,从而影响了雷电先导放电发展方向,雷声和闪电闪电放电,然后通过地面和地面净。通过引雷击电流到地面，以保护接触网设备不受雷击损坏。在完成施工时，增加防雷措施，并根据实际情况采取相应措施。在广州地铁1号线接地段防雷工程中，以系统改造为例，对雷电故障数据进行了统计分析。研究发现，由于车辆段线路的密集布局和分流对雷击电流的影响，雷击概率相对较小。闪电着陆点位于西苏坑口站与主线测试线开放段之间，线路两区相对开放。由于现有立柱的高度不满足避雷针安装高度的要求，如果增加避雷针，则必须再架设另一座避雷针塔，以满足高度的要求。项目投资成本大，建筑面积为现有运营线。施工给列车的安全运行造成了很大的隐患。柱顶避雷针还能满足防雷要求，具有成本低、使用时间短的优点。因此，将增加避雷针作为直接防雷措施。

3.4对减小架空地线接地极间距技术

悬链线支撑没有直接接地。每200米就会停飞一次。当雷击时，它首先接触空架空线路或悬链线支柱，导致雷击点附近多个绝缘子击穿，损伤范围增大。当上述中柱接地时，架空接地线各接地极之间的距离应加大。通过对不同地电极间距下点分布的仿真分析，表明较小的地电极间距可以提高接触网系统的防雷效果。考虑到该地区雷暴发生的时间，将接地电极间距缩短在合理范围内，有效提高防雷效果。

3.5提高接地技术

接触网接地技术是防止雷击的重要手段，特别是接触网支柱接地是提高接地技术的关键。根据不同地区供电电压的不同，分析了不同接地间隔的电位分布图，增加了多个地电位均衡器，在考虑地电位均衡器正常运行的情况下设置了柱子的有效接地距离，通过精确的模拟计算，在各支柱上安装接地系统。通过增加接地系统，提高了防雷强度系数。使桥梁、钢筋等材料具有保温性能。通过反复模拟，将雷击的破坏程度降到最低。当雷击。当电位差发生时，它立即启动。雷击电流引流至地下部分，有效避免雷击的危害。

3.6做好雷电监测预警

加强雷电监测预警，开发和使用准确、有针对性的雷电监测预警系统。宁波市气象局结合气象雷达、大气电场仪和闪电定位仪的应用，开发了一套高精度、有针对性的闪电监测预警系统，可实现提前30分钟的准确预报。轨道交通运营部门可以使用精确的检测系统监测所有轨道交通运营网络的闪电，并预测未来的运营情况。一旦发现未来强雷击电流可能影响接触网系统，应提前做好雷电应急准备，采取主动防护措施，避免雷击接触网造成重大交通事故。

3.7加设避雷器雷击计数器

地铁1号线地面段共计13套氧化锌避雷器，包括1号线西苏段主线和车辆段。在主线雷雨季节，避雷器运行频繁。避雷器运行后，维护人员无法确认避雷器的具体运行次数，也无法采集和确认漏电电流数据。因此，安装避雷器计数器就可以解决这一问题。避雷器串联有放电计数装置，可以实时监测避雷器漏电电流的变化，记录避雷器的放电次数。根据漏电电流的变化，及时确定电阻器因受潮、机械损坏、老化等引起的异常情况，防止事故发生，提高电力系统运行的可靠性。

4结束语

随着国内轨道交通技术的快速发展，轨道交通企业也应加强对雷电的研究，通过开发高质量的雷电防治技术，提高电力系统运行的安全性。轨道交通公司与中国科学院合作，对轨道交通接触网的雷电过程进行了仿真分析，以测试轨道电力系统的防雷控制能力。轨道交通公司应科学安排轨道交通电力系统支柱接地距离，增加避雷器数量，提高电力系统的防雷能力。此外，轨道交通公司的设备维护人员应在电线杆上安装避雷针，促进雷电电流通过避雷针向地面流动，减少雷电对电气设备的损坏。

考文献：

[1]李志远.城市轨道交通接触网简单悬挂平腕臂拉线不受力分析[J].工程技术研究,2019(9):67-68.

[2]张世显.城市轨道交通接触网绝缘子故障原因及预防措施浅析[J].机电信息,2017(18):83-84.