所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2016-05-04 16:23 熱度:
我國電氣化鐵路呈東西縱貫南北形式,各個地方的差異顯著,所以高速鐵路經常使用高架橋形式。本文主要針對高速電氣化鐵路接觸網防雷進行了一些研究,文章是一篇工程師職稱論文范文。
摘 要:高速電氣化鐵路中,接觸網作為給機車提供電能的主要設備但是由于其位于高速鐵路的頂端,容易受到雷擊。本文主要是對高速電氣化鐵路接觸網防雷進行闡述,并對接觸網防雷害和相關技術進行具體分析,并結合實例對接觸網防雷存在的缺點提供了可行性建議,希望本文的分析,可以給高速電氣化鐵路接觸網防雷研究提供參考,為今后高速電氣化鐵路發展提供一些借鑒。
關鍵詞:接觸網系統,電氣化鐵路,防雷
由于接觸網位于電氣化鐵路的最高端,所以受到雷擊的可能性比較大,一旦遭受雷擊,將發生線路跳閘等問題,嚴重時還有可能給列車運行造成影響,所以對高速電氣化鐵路接觸網防雷進行研究是很有必要的。
1 防雷設計現狀
1.1 國內接觸網防雷現狀
經過對鐵道電氣化設計規范的研究發現,多發雷區應該安裝一些的避雷設置,如對分相、站場絕緣關節、供電線、長度在2000米的隧道兩端和接觸網的位置安裝,減少雷電造成的損失。經過分析發現,國內高速電氣鐵路防雷措施依然存在很多不足之處,容易引發一些雷擊損害事件。如京滬高鐵在雷擊的情況下,發生多次跳閘,導致列車晚點,給鐵路運行造成了嚴重影響。
1.2 國內外防雷措施
德國防雷時,主要從接觸網在一年可能受到的雷擊次數出發,不考慮直擊雷防護。防雷的時候,主要利用避雷器控制電壓形式避雷,對雷電頻發區域進行控制,其他區域不進行防雷設置。
日本屬于海洋國家,雷電發生較多。按照雷電級別,可以將國土地區劃分為ABC三個級別,同時還要根據地區的特點進行防雷處理。A區防雷的時候,主要利用全面防雷措施進行防護,架空避雷線為全線,避雷設置經常設置在牽引變電所出口、接觸網開關兩側、架空線終端及架空線和電纜的連接位置。B區域防雷采用重點線路、重點設備進行防護,需要場所沿接觸網假設避雷線,將避雷器位置經常設置在接觸網隔離開關的兩側、架空線終端以及架空線和電纜連接處。C區域防雷設置在AB區域之外,避雷器位置設置在牽引變電所出口位置、接觸網開關兩側以及接觸網和架空線纜的連接處。
2 接觸網危害分類
2.1 雷擊接觸網近地面
當雷擊接觸網距離在65米以內,接觸網產生的感應電壓可以使用U=25×■(kV)計算;使用50%閃絡電壓可以衡量絕緣耐雷水平的參數。當盤式絕緣子和棒式絕緣子50%閃絡電壓為臨界數值時,可以將接觸網耐雷水平表示為Ign=■。
2.2 雷擊接觸網支柱
絕緣子閃絡是雷擊接觸網引起的一種狀況。當雷電加載到支柱上的時候,就會在接觸網導線上產生很大的電壓,雷擊支柱的時候,產生的電壓可以表示為U1=R×I+L■,其中L表示等值電感;R表示支柱產生的沖擊電阻,泊頭陡度可以表示為?琢=■=■。雷擊支柱的時候,會讓雷擊部位的電磁場迅速發生變化,導致電磁感應線路上產生感應電壓,通常電壓極性和雷電流方向相反。按照慣例,進行防雷設計的時候,雷電變形為斜角平頂波,如果波頭長度為2.6?滋s,按照上述計算,可以計算U2=■h。其中U2表示感應電壓;h表示導線距離地面的高度,(m)。接觸網棒式絕緣產生的電壓就為反擊過電壓和接觸網感應電壓之和,即U=U1+U2=R×I+L■+■h。
從上述分析可以發現,線路絕緣子串上產生的雷電與電壓和電流、導線長度、導線高度、陡度、支柱接地電阻具有很大關系,如果U和接觸網棒式絕緣子串U50%雷電沖擊放電電壓大或者相等的時候,支柱會對線路產生反射,則線路耐雷水平可以表示為Izm=■。
3 接觸網系統防雷
3.1 接觸網防雷基本原則
經過對相關資料的分析發現,接觸網防雷時,必須遵循相應的防雷原則,然后劃分雷擊等級和雷擊發生的跳閘率,結合分析并制定相應的防雷措施;接地系統和接觸網防雷改造結合;各種避雷措施結合防雷;避雷器和接閃器結合防雷等原則是接觸網防雷的基本原則。
3.2 防雷技術
經過對國內網防雷措施的分析和了解可知,現階段進行防雷的技術主要有以下集中類型:第一,安裝避雷線防雷。避雷線的安裝對避雷防護具有很大作用。避雷線的設置對直接雷具有很大作用,特別是接觸網系統絕緣等級非常低下的時候,使用避雷線可以將電壓引到絕緣子閃絡中,減少了雷電直接產生的雷擊。通常將避雷線安置在承力索上方或者支柱上方。第二,安裝避雷器防雷。避雷器的安裝通常適合雷電多的區域,雷電器安裝的數量越多,避雷效果就越明顯。第三,選擇恰當的絕緣子。雷電系統發生故障的主要原因就是絕緣子不能正常恢復,特別在一些污染比較嚴重的地區。所以,必須在污染嚴重的地區安裝性能較好的絕緣子,可以使用傘裙結構和大爬距類型的絕緣子。
4 現階段防雷體系存在的問題和改進方法
經過對《高速鐵路設計規范》的查閱并結合實際工作,提出了以下幾種改進措施。第一,加強直擊雷防護。京滬高鐵接觸網很多位置都沒有設置避雷線。由于接觸網關鍵部位一直增加架設高度,導致防雷效果不斷減弱,特別是防護直擊雷。所以可以使用增加避雷線的方式進行防護。第二,使用避雷器在線檢測。由于很多高速電氣化鐵路都使用氧化鋅作為主要避雷器,但是此種材料的主要缺陷是會隨著時間的增長,發生失效。使用避雷器在線檢測技術可以對漏電流的大小和計數器動作進行控制,增加了避雷效果。
結束語
本文主要對高速電氣化鐵路接觸網防雷進行研究,重點分析了接觸網的危害部位、重點防雷部位和一些簡單的防雷措施等,希望這些措施可以對高速電氣化鐵路接觸網防雷提供參考,增加防雷性能,為今后高速電氣化鐵路發展提供一些借鑒。■
參考文獻
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工程師職稱論文發表期刊推薦 《西部交通科技》(月刊)創刊于2006年,由廣西壯族自治區交通科學研究所主辦。始終堅持以科技為支撐,以科學的態度,反映和宣傳交通行業的建設成果以及新技術、新經驗。為適應市場的需要,更是確立了“精品期刊,服務社會”的經營理念,在期刊的裝幀設計、選題組稿等方面狠下功夫,促使期刊上質量、上檔次,走特色辦刊的道路:封面特色:版面配以全新巧妙的構思、簡約的形式以及美學多項綜合因素,構成了點、線、面與氣派不凡的精美圖片的最佳組合,在作者、編者和讀者之間架起一座理解、溝通的橋梁。
文章標題:工程師職稱論文高速電氣化鐵路接觸網防雷研究
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