城市轨道交通架空接触网雷电防护.pdf

中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集 城市轨道交通架空接触网雷电防护 1 2 1 3 4 赵海军 陈维江 王彦利 沈海滨 尹彬 1 中铁电气化勘测设计研究院 2 国网武汉高压研究院 3 中国电力 科学研究院 4 山东迅实电气有限公司 摘要 我国城市轨道交通架空接触网导线离地高度和线路绝缘与电力系统10kV配电线路相当，雷电防护应以 防感应雷为主。本文对接触网感应过电压进行了仿真研究，利用统计方法计算了接触网感应雷击跳闸率，提 出了避雷线、绝缘子保护间隙和串联间隙金属氧化物避雷器三种雷电防护措施。 关键词 城市轨道交通；架空接触网；雷电防护；避雷线；绝缘子保护间隙；串联间隙金属氧化物避雷器 对于某一幅值I 的雷电流，当雷电下行 1 引言 先导距导线较近时，由于导线的引雷作用， 雷电将击在导线上，形成直击雷过电压；若 城市轨道交通系统由于所处客运行业的 下行先导距导线较远，雷电可能直接击向大 特殊性，要求尽量减少或避免发生停运事故。 地，在导线上感应出过电压。因此，要判断 目前，城市轨道交通工程集中在上海、广州、 感应雷是否出现，必须先确定雷击导线与 深圳、天津、杭州等大城市，多采用直流1500V 雷击大地的分界，本文利用击距法来分析 牵引系统供电，架空接触网高度和线路绝缘 这一问题。 水平均较低，易受自然环境特别是雷电的影 击距是指先导头部与被击点间的平均 响，雷电防护问题十分突出。天津津滨线运 电场强度达到临界放电场强时二者间的距 行数据显示，2004～2006三年间接触网因雷 离，如图 1所示，rc 为先导对导线的击距， 击导致绝缘子损坏数量达60只。绝缘子损坏 rg 为先导对大地的击距。图中仅画出了垂直 后通常造成牵引系统永久性接地故障，迫使 导线方向的截面图，弧线 AB 在以导线为圆 供电中断，扩大了雷击事故的范围和程度， 心、rc 为半径的圆上，直线AB 与大地平行、 亟待采取措施加以解决。 距离地面高度为rg 。落在弧线AB上的雷电 2006年开始，中铁电气化勘测设计研究 将击向导线，落在直线AC上的雷电将击向大 院与中国电力科学研究院科院合作，针对上 地。因此，AB和AC 的交点A，可以看成是雷 述问题展开研究。本文通过仿真计算接触网 击导线和雷击大地的分界点。 感应过电压，统计感应雷击跳闸率，分析采 用避雷线、绝缘子保护间隙和串联间隙金属 氧化物避雷器三种雷电防护措施的作用，期 望能够对城市轨道交通架空接触网工程设计 和改造提供指导。 2 接触网雷电感应