高速鐵路牽引供電系統(tǒng)雷擊選擇性的影響因素研究.pdf

1、高速鐵路大規(guī)模運行以來，雷擊已成為造成牽引供電系統(tǒng)故障的主要因素之一。本文首先分析了我國高速鐵路供電系統(tǒng)雷電防護(hù)面臨的主要問題，發(fā)現(xiàn)我國高速鐵路存在高架橋多、沿線氣候復(fù)雜、采用綜合貫通地線等特點，沿用傳統(tǒng)的鐵路防雷體系效率不高;同時，由于地質(zhì)、氣候、供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等差異，不能套用國外高速鐵路發(fā)達(dá)的國家如德國、日本等的防雷標(biāo)準(zhǔn)。
　　 本文針對我國高速鐵路的特殊情況，建立了高架橋處接觸懸掛系統(tǒng)的改進(jìn)電氣幾何模型（ElectricGe

2、ometryModel），分析高速鐵路牽引供電系統(tǒng)直擊雷的引雷范圍;采用PSCAD仿真軟件仿真得到雷電直擊接觸網(wǎng)不同位置時，絕緣子的耐雷擊過電壓水平;結(jié)合京滬線全線各區(qū)段雷電活動數(shù)據(jù)，分析計算了高架橋?qū)€直擊雷造成的跳閘次數(shù)的影響。研究結(jié)果表明:隨著高架橋高度及雷電流幅值的增長，京滬高鐵牽引供電系統(tǒng)引雷寬度明顯增加;雷電直擊接觸網(wǎng)線路時，幅值為3kA左右的雷電流均會引起接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò);京滬高鐵雷擊閃絡(luò)次數(shù)研究表明，當(dāng)高架橋高度為1

3、6米時，雷擊閃絡(luò)次數(shù)為無高架時的近2倍。
　　 為分析高速鐵路感應(yīng)雷的選擇特性，給出了高速鐵路接觸網(wǎng)感應(yīng)雷過電壓的改進(jìn)計算公式;對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)直擊雷和感應(yīng)雷的范圍進(jìn)行了界定，分析了不同高度高架橋情況下感應(yīng)雷的引雷范圍;以京滬高鐵為例計算了不同高度下，感應(yīng)雷范圍內(nèi)的落雷造成絕緣子閃絡(luò)的次數(shù);研究了存在屏蔽線情況下，雷擊直擊雷范圍內(nèi)造成的感應(yīng)雷過電壓引起的絕緣閃絡(luò)情況。研究結(jié)果表明:雖然高速鐵路感應(yīng)雷引雷范圍和感應(yīng)雷過電壓幅

4、值兩者隨高架橋高度的增加而變大，但感應(yīng)雷引起的雷擊閃絡(luò)次數(shù)卻較少，幾乎可以忽略;雷擊直擊雷范圍時，接觸網(wǎng)由于感應(yīng)過電壓而導(dǎo)致的閃絡(luò)次數(shù)受高架橋的影響變化不大，但總次數(shù)遠(yuǎn)大于雷擊直擊雷范圍以外對接觸網(wǎng)造成的影響。
　　 最后本文針對上述研究結(jié)果，以及我國高速鐵路的防雷現(xiàn)狀，給出了我國高速鐵路防雷系統(tǒng)改進(jìn)的建議:加裝避雷線或者抬升PW線來屏蔽保護(hù)接觸網(wǎng)其他線路;改進(jìn)牽引供電系統(tǒng)接地;在絕緣子兩端加裝防雷間隙和避雷器;建立高速鐵路雷電