高速铁路防雷与综合接地技术课件.pptx

1、1、雷电流波形02II 88lgIPI6 . 2Ia “7.23”甬台温特大轨道交通事故发甬台温特大轨道交通事故发生前的生前的7分钟内，累计雷击近分钟内，累计雷击近100次，是造成此次事次，是造成此次事故发生的一大诱因。故发生的一大诱因。电磁感应电磁感应雷电流入地、接雷电流入地、接地电阻地电阻波阻抗、雷电流波阻抗、雷电流以上以上3 3种情况都可能导致接触网故障。种情况都可能导致接触网故障。 高速铁路高速铁路采用了大量的采用了大量的高架桥以及隧道结构，高架桥以及隧道结构，如京沪高铁全线共有高如京沪高铁全线共有高架桥梁架桥梁238座，隧道座，隧道22座，总长度达座，总长度达1061公公里，占全线长

2、度的里，占全线长度的80.5%，高架桥抬升了高架桥抬升了高速铁路本身的高度，高速铁路本身的高度，使得悬挂系统收集雷击使得悬挂系统收集雷击的宽度增大，遭受雷击的宽度增大，遭受雷击的概率增加。的概率增加。在支柱接地电阻在支柱接地电阻相同的情况下，相同的情况下，安装避雷器可大安装避雷器可大大提高线路耐雷大提高线路耐雷水平。当支柱接水平。当支柱接地电阻为地电阻为30时，时，无避雷器时的线无避雷器时的线路耐雷水平为路耐雷水平为12kA，安装避雷，安装避雷器后，线路耐雷器后，线路耐雷水平提高到水平提高到24.kA 。51015202530020406080100120接 地 电 阻 /ohm接触网耐雷水平

3、/kA有 避 雷 器无 避 雷 器（a）接地电阻为）接地电阻为5欧姆欧姆 (b)接地电阻为接地电阻为10欧姆欧姆VtouchRf = 1.5 (Rg = A )变电站接地网发电厂接地网 (Rs)ZgIf人体电流地线 中性线()Phase APhase BPhase CZsV =R *IggeIeIg中性点Ib510152025301015202530354045接 地 电 阻 /ohm接触网耐雷水平/kA1.2/50us2.6/50us在相同雷电流波在相同雷电流波形的作用下，形的作用下，接接触网触网耐雷水平随耐雷水平随支柱接地电阻的支柱接地电阻的增加降低幅度较增加降低幅度较大。当支柱接地大。当

4、支柱接地电阻从电阻从5增加到增加到30时，线路耐雷时，线路耐雷水平从水平从35kA降低降低到到11kA，在绝缘子上安装放电间隙，当发生雷击时，放电间隙之在绝缘子上安装放电间隙，当发生雷击时，放电间隙之间的空气首先击穿，电弧不从绝缘子表面经过，因此绝缘间的空气首先击穿，电弧不从绝缘子表面经过，因此绝缘子的裙片不会因电弧高温炸裂子的裙片不会因电弧高温炸裂，防止了绝缘炸裂。，防止了绝缘炸裂。由于冲击闪络电压由于冲击闪络电压U50%下降，导致接触网整体下降，导致接触网整体耐雷水平下降；耐雷水平下降；放电间隙安装在绝缘子上，检修人员攀爬时容放电间隙安装在绝缘子上，检修人员攀爬时容易造成参数变动，影响实际

5、使用效果；易造成参数变动，影响实际使用效果；放电间隙安装调整较为复杂，其与操作过电压、放电间隙安装调整较为复杂，其与操作过电压、机车顶部绝缘子的绝缘配合较为复杂。机车顶部绝缘子的绝缘配合较为复杂。雷电监测定位系统的发展，为差异化防雷提供了实雷电监测定位系统的发展，为差异化防雷提供了实现基础现基础。我国地域辽阔，不同地区受雷电危害程度不相同。我国地域辽阔，不同地区受雷电危害程度不相同。即使是同一地区，即使是同一地区，通过雷电监测定通过雷电监测定位系统进行分析，位系统进行分析，发现其内部不同发现其内部不同区域受雷电危害区域受雷电危害程度差异也非常程度差异也非常大。大。牵引供电系统结构高度相对较低，

6、受地形及建筑影响较大。牵引供电系统结构高度相对较低，受地形及建筑影响较大。对于电气化铁路而言，地形与建筑物的屏蔽作用有效对于电气化铁路而言，地形与建筑物的屏蔽作用有效地降低了其受雷概率。地降低了其受雷概率。计算机房综合接地牵引变电所回流线受电弓牵引网接触线钢轨0I绝缘垫板路基rRrGrU高速铁路高速铁路10000kW10000kW。普速铁路普速铁路2000-3000kW2000-3000kW。对地泄漏电阻大。对地泄漏电阻大。路床电阻率高。路床电阻率高。高架桥上接地引线长。高架桥上接地引线长。隧道内路基电阻率高。隧道内路基电阻率高。导致钢轨电导致钢轨电位显著升高。位显著升高。牵引负荷大牵引负荷大

7、无砟轨道无砟轨道桥隧比例高桥隧比例高 日本山阳新干线运行初期钢轨电位达日本山阳新干线运行初期钢轨电位达750V.750V. 我国某铁路段现场实测结果，牵引电流约我国某铁路段现场实测结果，牵引电流约200A200A， 钢轨电压接近钢轨电压接近100V.100V. 高速铁路牵引电流达高速铁路牵引电流达300-500A300-500A，钢轨电位会更高！，钢轨电位会更高！优点：理论上，可以使钢轨电压可降低一半；优点：理论上，可以使钢轨电压可降低一半；缺点缺点：上下行会车时，效果不明显；：上下行会车时，效果不明显； 使无负荷一侧钢轨电位升高，危害天窗作业人员安全使无负荷一侧钢轨电位升高，危害天窗作业人员

8、安全A B C接触网上行轨下行轨接触网A B C牵引变电所牵引变电所直供方式直供方式带回流线方式带回流线方式供电方式供电方式AT接触网接触网钢轨钢轨负馈线负馈线保护线保护线线线未加未加CPW线线加加CPW （1）桥梁地段贯通地线铺设在两侧的通信信号电缆槽内，）桥梁地段贯通地线铺设在两侧的通信信号电缆槽内， 接地极充分利用桥墩基础设置。接地极充分利用桥墩基础设置。 （2）桥梁结构的梁部、桥墩台、承台、基础以及接地系统）桥梁结构的梁部、桥墩台、承台、基础以及接地系统 的外部接口和各结构之间的连接均进行接地连接的外部接口和各结构之间的连接均进行接地连接,以形以形 成完善的接地系统并具备良好的接地性能

9、。成完善的接地系统并具备良好的接地性能。 （3）预应力钢筋不接入综合接地系统）预应力钢筋不接入综合接地系统,保证桥梁结构在通过保证桥梁结构在通过 高电压、电流时结构本身的正常使用功能不受影响并高电压、电流时结构本身的正常使用功能不受影响并 安全传导电压、电流通过。安全传导电压、电流通过。返回长度超过1000m的路基地段，每间隔500m左右将上下行贯 通地线连接一次；（4）长度为5001000m的路基地段，在路基段中间将上下行贯 通地线连接一次；（5）长度小于500m的路基地段，不考虑贯通地线的横向连接；返回牵引电流分配比例牵引电流分配比例综合地线接地阻抗综合地线接地阻抗综合地线对钢轨电位影响综合地线对钢轨电位影响钢轨单独回流钢轨+综合地线回流加综合地线后，钢轨电压降低约1/32 aR钢轨电位及综合地线接地电阻测量钢轨电位及综合地线接地电阻测量