电气化铁道接触网防雷措施的探讨|电气化铁道接触网防雷措施论文
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-07-03
摘 要：电气化铁道的接触网分布极广，所经过地区的地理、地势、气象、气候条件差别较大，情况复杂，没有避雷线，时有被雷击的可能。接触网具有良好的防雷性能是电气化铁道安全运营的基本保证之一。随着我国电气化铁道运营里程的增加、重载及高速铁路的快速发展,评价接触网的防雷性能、减少接触网发生雷击故障具有重要的理论意义和工程应用价值。本文作者论述了目前电气化铁道接触网防雷设施和防雷技术方面的不足，探讨了有关电气化铁道接触网防雷技术的改进措施。
关键词：接触网；过电压；防雷措施
电气化铁道即采用电力牵引的铁路。又称电气化铁路。在电气化铁道上，运行电气列车（由电力机车牵引的列车和电动车组），在铁路沿线设有向电力机车和电动车（以下简称电力机车动车）供电的电力牵引供电系统。
牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,绝大部分裸露于自然环境中且没有备份,需要采用必要的雷击防护措施。如果缺少防护措施或措施不当,可能引起绝缘子损坏、造成线路跳闸,直接影响电气化铁道运营。同时雷击产生的侵入波过电压通过接触网传入牵引变电所,可能引起所内电气设备的损坏造成更大的事故。从我国目前开通的3万多公里电气化铁路的运行情况来看,部分线路的雷击事故较为频繁,据统计广深线双线139.461KM，仅2000年1-12月就发生雷击接触网跳闸45次。如何有效地对接触网进行防雷保护,尽可能减少电气化铁道因接触网雷击断线造成的危害和损失，是值得我们研究的课题。
一、接触网线路的雷击现象
雷击发生时，会在接触网线索上产生过电压即雷击过电压，雷击过电压为几百到几千千伏，雷击过电压一般分两种：一种是雷击接触网线路附近大地或支柱，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压；一种是雷击于接触网线路上直接引起的称为直击雷过电压。无论是何种雷击过电压，当雷击过电压超过线路绝缘水平时，接触网线路发生绝缘闪络。由于牵引供电系统是由接触网年、钢轨、大地等组成，当接触网线路发生绝缘闪络时，雷击闪络必然转化为稳定地工频电弧，造成接触网线路跳闸，严重时会发生接触网断线事故。
二、接触网线路的防雷措施
电力输电线路一般采取的防雷措施有：一沿线架设避雷线和避雷针，引导直击雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。二降低杆塔的接地电阻，部分杆塔安装线路避雷器以提高线路耐雷水平，减少雷击杆塔或避雷线后引起的绝缘闪络。三适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电网采用不接地或经消弧线圈接地方式，防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧。最后采取自动重合闸措施保证雷击闪络跳闸后通过自动重合闸装置自动合闸，恢复供电。四架设耦合地线，可以分流，又加强了避雷线对导线的耦合，降低雷击跳闸率。五安装线路避雷器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，可以限制过电压的发展。
目前接触网线路采取的措施是通过牵引变电所的自动重合闸装置进行一次重合闸，保证雷击闪络跳闸后自动重合闸，恢复供电。在中雷区及以上的地区，根据铁道部的设计规范要求，装设避雷器进行雷击防护。
1、角隙避雷器
角隙避雷器是由全角形振子、半角形振子及支持绝缘子装置构成。这种避雷器因其结构简单，调整方便，维护工作量小，在早期的电气化铁道接触网的防雷保护中应用较广，但在实际工作中存在一定缺陷：①被风刮起的杂物极易挂到角隙上，短接放电间隙而放电；②避雷器动作时必然形成工频续流，强烈的短路电弧烧损角隙；③在污浊大雾天气下，角隙绝缘性能下降而放电，造成误动作。由此看来，角隙避雷器并非理想的防雷装置。
2、管型避雷器
管型避雷器是早期接触网线路防雷保护装置，实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，两极均固定在绝缘件上；另一个装设在避雷器管内，称为内间隙或者灭弧间隙。当雷击过电压内外间隙击穿时，雷电流和工频短路电流经管内壁接地，壁管物质受热气化，有较大压力的气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。管形避雷器的选用受安装地点最大、最小短路电流制约，最大短路电流大于避雷器的断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏。另外管形避雷器多次动作后，管内径会逐渐增大，熄弧能力会下降甚至消失。
3、碳化硅阀形避雷器
碳化硅阀形避雷器在我国使用历史较长，是现行防雷技术中主要的防雷电器。但它有一些固有缺点：如只有雷电幅值限压保护功能，而无雷电陡波保护功能，防雷保护功能不完全；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性稳定性差，可能遭受暂态过电压危害；动作负载重使用寿命短等，因此碳化硅阀形避雷器将逐步被淘汰。
4、氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进的防雷电器。无间隙氧化锌避雷器目前在我国被广泛使用，但实践表明，它存在易损坏、爆炸、使用寿命短等缺点，究其原因，暂态过电压承受能力差是其致命弱点。然而串联间隙氧化锌避雷器既有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点，又有暂态过电压承受能力的特点，为此串联间隙氧化锌避雷器应为目前推广使用的防雷装置。
三、接触网防雷措施的探讨
一采用先进的避雷器和避雷器在线监测技术
目前氧化锌避雷器或串联间隙氧化锌避雷器是线路防雷保护的首选防雷产品。建议：在高雷区、强雷区接触网在下列地点应采用氧化锌避雷器防护：分相合站场端部的绝缘锚段关节，长度2000m及以上隧道的两端，长度大于200m的供电线或自耦变压器供电线连接到接触网上的连接处；在27.5KV电缆的接头及电缆终端处。强雷区设避雷线，保护角为0～45°。但在运行中，避雷器的电阻片因动作次数多而老化引起失效，内部受潮或其它缺陷可能导致避雷器运行故障。为保证避雷器安全可靠运行，近年来避雷器在线监测器逐步推广使用。避雷器在线监测器是将避雷器放电计数器与泄漏电流检测功能整合在一起的监测装置，通过巡视监测装置的计数器动作次数和避雷器运行的泄漏电流值，可以及时掌握避雷器的动作情况和运行性能。
接触网新技术论文
答：文章首先分析了轨道线路改建工程的类型,重点介绍了接触网过渡施工技术以及接触网过渡的保证措施,以供同行参考。 关键词:接触网;过渡方法;技术 一、接触网过渡工程概述 铁路电气化工程的建设中,接触网过渡工程主要是区间和站场内的线路曲线半径改造和更换道岔工程引起的过渡工程。由于两个支柱影响铁路接触网线改造,改造...
什么是电气化铁路接触网
答：接触网按其结构分为架空式接触网和接触轨式接触网。其中架空式电压又有地铁用的直流式和电气化铁路的交流式，本文所涉及的接触网系指国内架空交流式。接触网的组成 接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由支柱与基础、支持装置、接触悬挂几部分组成。支柱与基础用以承受...
电气化铁道牵引供电系统是如何供电的?
答：由于省去了吸收电流的变压器，只保留了回线，所以牵引网的阻抗要比直接供电方式的阻抗低，供电性能更好，成本也不会太高，因此供电方式已在我国电气化铁路中得到广泛应用。五，同轴电缆的供电方式 同轴电缆的供电方法是将同轴电缆沿铁路沿线埋入牵引网中。它的内部导体用作与接触网络平行的馈线，而外部导体...
我国电气化铁道接触网强制性制度主要有哪些
答：我国电气化铁道接触网强制性制度主要有：（1）改造接触网的连接方式，降低工程损耗。接触网的设计、施工、建设和运行应从长远发展的角度充分考虑，科学选取接触网的使用材料，合理布设接触网转折点、断线点，可在试验验证的基础上进行考察论证。在机车运行过程中，电联线剪切作用力增大，加上外部温差变化，...
什么是电气化铁路接触网
答：电气化铁路接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网主要包含以下几项内容：基础构件，如水泥支柱、...
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答：我国电气化铁道采用工频交流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有效措施加以治理[1]。2·2 单相变压器牵引供电网...
接触网带电部分与固定接地物的距离不小于
答：接触网带电部分与固定接地物的距离不小于300mm。接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网带电部分至机车车辆或装载货物的距离，不小于350毫米；跨越电气化铁路的各种建筑物与带电部分最小距离，不小于500毫米。当海拔超过1000米时，上述数值应按规定相应...
说明电气化铁道供电的主要方式及特点
答：6. 直供方式在牵引网中不采取特殊防护措施，主要在山区等通信线路较少的区域使用。由于其简化了系统，提高了供电设备的可靠性，因此在我国电气化铁路中得到了广泛应用。7. 带回流线的直接供电方式取消了BT供电中的吸流变压器，利用接触网与回流线之间的互感作用，减小了钢轨中的回流，从而部分抵消了接触网...
电气化高速铁路ABC
答：一、电气化铁路的基础知识(一)牵引供电系统简介将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统,又称牵引供电系统,主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV(或220kV)降到27.5kV,经馈电线将电能送至接触网;接触网沿铁路上空架设,电力机车升弓后便...
电气化铁道的供电方式
答：我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网...
关键词：接触网；过电压；防雷措施
电气化铁道即采用电力牵引的铁路。又称电气化铁路。在电气化铁道上，运行电气列车（由电力机车牵引的列车和电动车组），在铁路沿线设有向电力机车和电动车（以下简称电力机车动车）供电的电力牵引供电系统。
牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,绝大部分裸露于自然环境中且没有备份,需要采用必要的雷击防护措施。如果缺少防护措施或措施不当,可能引起绝缘子损坏、造成线路跳闸,直接影响电气化铁道运营。同时雷击产生的侵入波过电压通过接触网传入牵引变电所,可能引起所内电气设备的损坏造成更大的事故。从我国目前开通的3万多公里电气化铁路的运行情况来看,部分线路的雷击事故较为频繁,据统计广深线双线139.461KM，仅2000年1-12月就发生雷击接触网跳闸45次。如何有效地对接触网进行防雷保护,尽可能减少电气化铁道因接触网雷击断线造成的危害和损失，是值得我们研究的课题。
一、接触网线路的雷击现象
雷击发生时，会在接触网线索上产生过电压即雷击过电压，雷击过电压为几百到几千千伏，雷击过电压一般分两种：一种是雷击接触网线路附近大地或支柱，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压；一种是雷击于接触网线路上直接引起的称为直击雷过电压。无论是何种雷击过电压，当雷击过电压超过线路绝缘水平时，接触网线路发生绝缘闪络。由于牵引供电系统是由接触网年、钢轨、大地等组成，当接触网线路发生绝缘闪络时，雷击闪络必然转化为稳定地工频电弧，造成接触网线路跳闸，严重时会发生接触网断线事故。
二、接触网线路的防雷措施
电力输电线路一般采取的防雷措施有：一沿线架设避雷线和避雷针，引导直击雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。二降低杆塔的接地电阻，部分杆塔安装线路避雷器以提高线路耐雷水平，减少雷击杆塔或避雷线后引起的绝缘闪络。三适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电网采用不接地或经消弧线圈接地方式，防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧。最后采取自动重合闸措施保证雷击闪络跳闸后通过自动重合闸装置自动合闸，恢复供电。四架设耦合地线，可以分流，又加强了避雷线对导线的耦合，降低雷击跳闸率。五安装线路避雷器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，可以限制过电压的发展。
目前接触网线路采取的措施是通过牵引变电所的自动重合闸装置进行一次重合闸，保证雷击闪络跳闸后自动重合闸，恢复供电。在中雷区及以上的地区，根据铁道部的设计规范要求，装设避雷器进行雷击防护。
1、角隙避雷器
角隙避雷器是由全角形振子、半角形振子及支持绝缘子装置构成。这种避雷器因其结构简单，调整方便，维护工作量小，在早期的电气化铁道接触网的防雷保护中应用较广，但在实际工作中存在一定缺陷：①被风刮起的杂物极易挂到角隙上，短接放电间隙而放电；②避雷器动作时必然形成工频续流，强烈的短路电弧烧损角隙；③在污浊大雾天气下，角隙绝缘性能下降而放电，造成误动作。由此看来，角隙避雷器并非理想的防雷装置。
2、管型避雷器
管型避雷器是早期接触网线路防雷保护装置，实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，两极均固定在绝缘件上；另一个装设在避雷器管内，称为内间隙或者灭弧间隙。当雷击过电压内外间隙击穿时，雷电流和工频短路电流经管内壁接地，壁管物质受热气化，有较大压力的气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。管形避雷器的选用受安装地点最大、最小短路电流制约，最大短路电流大于避雷器的断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏。另外管形避雷器多次动作后，管内径会逐渐增大，熄弧能力会下降甚至消失。
3、碳化硅阀形避雷器
碳化硅阀形避雷器在我国使用历史较长，是现行防雷技术中主要的防雷电器。但它有一些固有缺点：如只有雷电幅值限压保护功能，而无雷电陡波保护功能，防雷保护功能不完全；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性稳定性差，可能遭受暂态过电压危害；动作负载重使用寿命短等，因此碳化硅阀形避雷器将逐步被淘汰。
4、氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进的防雷电器。无间隙氧化锌避雷器目前在我国被广泛使用，但实践表明，它存在易损坏、爆炸、使用寿命短等缺点，究其原因，暂态过电压承受能力差是其致命弱点。然而串联间隙氧化锌避雷器既有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点，又有暂态过电压承受能力的特点，为此串联间隙氧化锌避雷器应为目前推广使用的防雷装置。
三、接触网防雷措施的探讨
一采用先进的避雷器和避雷器在线监测技术
目前氧化锌避雷器或串联间隙氧化锌避雷器是线路防雷保护的首选防雷产品。建议：在高雷区、强雷区接触网在下列地点应采用氧化锌避雷器防护：分相合站场端部的绝缘锚段关节，长度2000m及以上隧道的两端，长度大于200m的供电线或自耦变压器供电线连接到接触网上的连接处；在27.5KV电缆的接头及电缆终端处。强雷区设避雷线，保护角为0～45°。但在运行中，避雷器的电阻片因动作次数多而老化引起失效，内部受潮或其它缺陷可能导致避雷器运行故障。为保证避雷器安全可靠运行，近年来避雷器在线监测器逐步推广使用。避雷器在线监测器是将避雷器放电计数器与泄漏电流检测功能整合在一起的监测装置，通过巡视监测装置的计数器动作次数和避雷器运行的泄漏电流值，可以及时掌握避雷器的动作情况和运行性能。
答：文章首先分析了轨道线路改建工程的类型,重点介绍了接触网过渡施工技术以及接触网过渡的保证措施,以供同行参考。 关键词:接触网;过渡方法;技术 一、接触网过渡工程概述 铁路电气化工程的建设中,接触网过渡工程主要是区间和站场内的线路曲线半径改造和更换道岔工程引起的过渡工程。由于两个支柱影响铁路接触网线改造,改造...
答：接触网按其结构分为架空式接触网和接触轨式接触网。其中架空式电压又有地铁用的直流式和电气化铁路的交流式，本文所涉及的接触网系指国内架空交流式。接触网的组成 接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由支柱与基础、支持装置、接触悬挂几部分组成。支柱与基础用以承受...
答：由于省去了吸收电流的变压器，只保留了回线，所以牵引网的阻抗要比直接供电方式的阻抗低，供电性能更好，成本也不会太高，因此供电方式已在我国电气化铁路中得到广泛应用。五，同轴电缆的供电方式 同轴电缆的供电方法是将同轴电缆沿铁路沿线埋入牵引网中。它的内部导体用作与接触网络平行的馈线，而外部导体...
答：我国电气化铁道接触网强制性制度主要有：（1）改造接触网的连接方式，降低工程损耗。接触网的设计、施工、建设和运行应从长远发展的角度充分考虑，科学选取接触网的使用材料，合理布设接触网转折点、断线点，可在试验验证的基础上进行考察论证。在机车运行过程中，电联线剪切作用力增大，加上外部温差变化，...
答：电气化铁路接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网主要包含以下几项内容：基础构件，如水泥支柱、...
答：我国电气化铁道采用工频交流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有效措施加以治理[1]。2·2 单相变压器牵引供电网...
答：接触网带电部分与固定接地物的距离不小于300mm。接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网带电部分至机车车辆或装载货物的距离，不小于350毫米；跨越电气化铁路的各种建筑物与带电部分最小距离，不小于500毫米。当海拔超过1000米时，上述数值应按规定相应...
答：6. 直供方式在牵引网中不采取特殊防护措施，主要在山区等通信线路较少的区域使用。由于其简化了系统，提高了供电设备的可靠性，因此在我国电气化铁路中得到了广泛应用。7. 带回流线的直接供电方式取消了BT供电中的吸流变压器，利用接触网与回流线之间的互感作用，减小了钢轨中的回流，从而部分抵消了接触网...
答：一、电气化铁路的基础知识(一)牵引供电系统简介将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统,又称牵引供电系统,主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV(或220kV)降到27.5kV,经馈电线将电能送至接触网;接触网沿铁路上空架设,电力机车升弓后便...
答：我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网...
