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高速鐵路接觸網(wǎng)雷害特征與防護(hù)

文檔作者：侯文玉文檔來源：中國鐵路總公司運(yùn)輸局		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年02月23日
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本刊特稿
CHINA RAILWAY 2016/11 - 1 -
高速鐵路接觸網(wǎng)雷害特征與防護(hù) 侯文玉
年來，隨著電氣化鐵路運(yùn)營里程的增加和極端惡
劣天氣的增多，全路供電設(shè)備雷雨天氣下的跳閘
和設(shè)備故障問題突出，對供電設(shè)備安全運(yùn)行和運(yùn)輸秩
序造成較大影響。高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備具有線路
長、露天高空布置、高電壓等特點，在雷雨天氣情況下
易遭受雷電侵害。
1 供電設(shè)備雷害機(jī)理及其影響
1.1 雷害基本機(jī)理
雷云對地放電受到氣象、地質(zhì)和地形等眾多自然
因素影響，雷電活動的頻繁程度也因地域而異。供電線
路雷擊跳閘主要分為兩種形式：一種是雷直擊線路引起
的，稱為直擊雷過電壓；另一種是雷擊線路附近地面，
由于電磁感應(yīng)所引起的，稱為感應(yīng)雷過電壓。
雷擊線路時，線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅
值稱為耐雷水平。高于耐雷水平的雷電流擊于線路擊穿
接觸網(wǎng)絕緣，造成絕緣損壞或擊穿閃絡(luò)放電，引起牽引
變電所保護(hù)動作跳閘。
接觸網(wǎng)F線或T線遭受雷擊時，耐雷水平低于4 kA，
90%以上的雷擊都會導(dǎo)致接觸網(wǎng)絕緣閃絡(luò)。一般F線懸掛
高度大于T線高度，F(xiàn)線對T線構(gòu)成了負(fù)保護(hù)角屏蔽，雷
電擊中F線的概率遠(yuǎn)大于擊中T線的概率。
雷擊中F線引起絕緣閃絡(luò)后，鋼支柱頂部電位抬
升，T線絕緣子兩端電位差超過絕緣耐壓水平時，T線絕
緣子也會閃絡(luò)。造成F線和T線絕緣同時閃絡(luò)的最小直擊
雷電流幅值隨大地土壤電阻率的提高而降低。
雷電擊中接觸網(wǎng)附近大地或高聳物體時，通過電磁
耦合作用在F線和T線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，F(xiàn)線和T線感應(yīng)
雷耐雷水平一般大于45 kA，接觸網(wǎng)因感應(yīng)雷引起的跳閘
率較直擊雷引起的跳閘率要低得多。
1.2 雷害跳閘閃絡(luò)放電部位分析
對雷害跳閘閃絡(luò)放電設(shè)備部位的分類統(tǒng)計見表1。從
中可以發(fā)現(xiàn)，主要放電點依次為接觸網(wǎng)F線、平腕臂、
斜腕臂絕緣子、對象下錨絕緣子、避雷器等。該統(tǒng)計數(shù)
據(jù)包含了普速鐵路和高速鐵路的接觸網(wǎng)設(shè)備，高速鐵路
AT供電方式相對普速鐵路供電方式，F(xiàn)線總量基數(shù)小，
但F線部位跳閘總數(shù)占比為29%。
1.3 雷害跳閘的影響分析
雷害對供電設(shè)備影響的特征基本都要反映到牽引
變電所保護(hù)裝置動作跳閘上。雷雨造成絕緣部件沿面放
電閃絡(luò)時，變電所保護(hù)一般都能及時自動重合成功，對
停電時間影響不大。在直擊雷等極端情況下，也易發(fā)生
因絕緣部件機(jī)械性能損壞引起接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)破壞，或因為
高速鐵路接觸網(wǎng)雷害特征與防護(hù)
侯文玉：中國鐵路總公司運(yùn)輸局，副局長兼供電部主任，高級工程師，北京，100844
摘 要：闡述電氣化鐵路供電設(shè)備雷害機(jī)理與影
響，并總結(jié)其主要特征。重點就高速鐵路接觸網(wǎng)
雷電防護(hù)現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行探討，研究雷害
整治措施，并通過典型線路防雷設(shè)施改造效果分
析，提出供電設(shè)備雷電防護(hù)技術(shù)路線。
關(guān)鍵詞：高速鐵路；供電；接觸網(wǎng)；雷電；雷
害；跳閘；避雷器
中圖分類號：U223.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1001-683X（2016）11-0001-06

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