牵引变电所防雷技术浅析.pdf

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1、lO《电气开关》(2015．No．1)文章编号：1004—289X(2015)01—0010—03牵引变电所防雷技术浅析石文婷(中铁第五勘察设计院集团有限公司四电设计院，北京102600)摘要：从过电压的概念入手，简要分析了雷电的形成原因，粗浅提出了目前变电所的主要防雷保护措施。关键词：牵引变电所；雷击原因；防雷措施中图分类号：TM922．4文献标识码：BAnalysisofLightningTechnologyforTractiveSurstationSH／Wen—ting(ChinaRailwayFourElectricityDesig

2、nInstituteofNo．5SurveyDesignInstituteGroupCo．Ltd．，Beijing102600，China)Abstract：Startingfromovervohage，thepaperanalyzesthereasonsofthunderandlightningformandputsforwardmainlightningprotectionmeasuresf0rsubstations．Keywords：tractivesubstation；thunderstrikereason；lightning—pr

3、otectionmeasure1引言电压，其可分为直击雷过电压和感应雷过电压。3雷电的电气参数随着电力系统的快速发展，电气化铁路也取得了飞速发展。电力牵引供电系统是由牵引变电所、牵引3．1雷电的形成网以及其他辅助供电设施组成的供电系统。牵引变电雷电是大自然中的一种气体放电现象，雷电放电所将电力系统的三相高压电转换成两个单相电，通过是由于雷云引起的放电现象。地面上的水分在太阳的馈线分别供给两侧的接触网，起到了降压和分相的作照射下不断的蒸发形成上升的热气流，随着热气流的用。牵引供电系统属于一级负荷，如果发生雷击事故，上升，空气温度不断下降，热气

4、流在低温下逐步凝结成则会导致铁路运输的中断，造成重大经济损失和严重水滴或冰晶。水滴和冰晶中复杂的电荷分离过程及强的社会影响。因此要求变电所的防雷措施必须十分烈的气流作用便会形成带电的雷云。一般而言，在5～可靠10km的高空中主要为正电荷云层，在1—5km的高度中主要为负电荷云层，但在云层底部也有少量的正电2过电压的类型及分类荷聚集，如图1所示。过电压是由于系统中的电磁场能量发生变化而引2．2雷电流的等值电路起的，电力系统的过电压可分为内部过电压和外部过雷电的极性主要是指雷云下行到大地的电荷极电压。内部过电压可分为暂时过电压和操作过电压，性，

5、因此绝大多数的雷击都是负极性的。由于雷云及是由于电力系统中的电场惯性元件和磁场惯性元件进先导电场的作用，大地被感应出与雷云极性相反的电行开关操作时，电力系统从一种稳定状态过渡到另一荷。当先导发展到离大地一定距离时，先导头部与大种稳定状态，系统内部参数发生变化导致电磁能量振地之间的空气间隙会被击穿。因此，可以认为雷云放荡和积累所引起的。而外部过电压也称为雷电(大电就是一种超长间隙的火花，并且主放电自雷击点沿通气)过电压，是由于大气环境中雷电放电所引起的过道向上发展。雷击大地时的主放电过程可见图2所示。《电气开关》(2015．No．1)护范围简

6、要分析如下：4．1．1单支避雷针的保护范围(1)当h≥时rx=(h—h)P=山P式中，r为避雷针在h水平面上的保护半径(m)；为避雷针的高度(m)；h为被保护物的高度(in)；为避雷针的有效高度(m)；p为高度影响系数(h~<30m，P=1；30m120m，P=0．5)(2)当h<时rx=(1．5h一2h)P图1雷云中的电荷分布4．1．2双支等高避雷针的保护范围(1)两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。(2)两针间的保护范围按下式计算h0=h一式中，h。为两针间保护范围上部边缘最低点高度(m)；JD为两

7、避雷针间的距离(m)两针间h水平面上保护范围的一侧最小宽度b按下式计算：6=1．5(h。一)主放电前主放电时当D=7hap时，b=04．1．3多支等高避雷针的保护范围图2雷击大地时的主放电过程(1)三支等高避雷针所形成的三角形的外侧保护为先导中的电荷线密度，．．为主放电速度，则雷范围分别按两支等高避雷针的方法确定。如在三针内击土壤电阻率为零的大地时，流人大地的电流为·侧各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度b≥0并且，雷电通道具有分布参数的特征，其波阻抗为。时，则全部面积均可受到保护。若雷击于避雷针、线路杆塔、地线或导线时，则流经物(2)四支

8、及以上等高避雷针所形成的四角形或多体的电流波i可用下式计算：i=·．．，为被击物体的角形，分别按三支等高避雷针的方法计算。如各边的波阻抗。等值电路如图3所示。保护范围一侧最小宽度