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高铁的防雷措施分析

发表日期:09月17 2021 文章编辑:原创 浏览次数:2382次

我国高铁已实现“四纵四横”,总里程已达3.79万公里,目前还在快速建设中。目前高铁采用的主流防雷措施包括架设接闪线、加设电涌保护器、安装并联间隙三种,钧和电子为您分享如下:


钧和电子分享高铁的防雷措施分析


一是,接闪线

接闪线是架设在线路最上方的线路, 在地闪先导向下发展时形成局部电场强度较高空间产生向上先导,形成闪电通道,使地闪仅对接闪线放电,有效接闪分流,对高铁接触网发挥屏蔽功能。有效降低高铁接触网遭雷击概率和绝缘子击穿闪络现象,减少雷电灾害造成的跳闸率和损失。接闪线架设成本约为每公里2 万元。

架设接闪线可选择在顶端加设架空地线、利用加强线兼作接闪线及抬高PW 线的形式。加设架空地线的方式相对简单,成本不高,防护效果好,但是加重支柱承重;加强线兼做接闪线时,与接触网及变电所T 线隔离,并在支柱固定处做好接地,可降低线路雷击跳闸率;抬高PW 线做接闪线并不影响其本身保护接地功能,性价比最高。

二是,浪涌保护器

浪涌保护器是目前应用最为广泛,技术最为成熟的防雷方式,也是高铁接触网较为常见的雷电防护措施。由于高铁多地处偏僻山区,多高架桥路段,安装及维护不便, 因此尽量采用较为轻便且密封较好,耐用型的浪涌保护器,且针对接触网绝缘水平及绝缘子放电特性匹配选型,以延长维护周期。

理论上, 若将高铁线路每根支柱上加设浪涌保护器,可将雷击引起的跳闸率降为零,但实际工程应用上,为兼顾成本及防雷效果,仅在多雷空旷区域、山区高点等突出重点位置加设浪涌保护器。浪涌保护器的优点是能迅速泄放雷电流,钳制雷电过电压,无放电时延,缺点是造价较高,若按每隔一处杆塔加设浪涌保护器,其造价约为每公里3 万元,且后期维护较困难。

三是,并联间隙

当高铁线路遭受雷击出现雷电过电压时,绝缘子会发生闪络现象,导致高铁线路跳闸,此时电路会启动自动重合闸迅速恢复供电,但绝缘子自身却已闪络损坏。常采用并联间隙作为降低绝缘子闪络现象的措施。当绝缘子遭受雷击过电流时,并联间隙迅速击穿并导通,雷电流从绝缘子表面流过,有效避免绝缘子裙因瞬时高温产生炸裂隐患, 进而保护绝缘子,保护高铁线路。

相对于其他两种防护方式,并联间隙成本更低,结构简单,其造价约每公里1 万元,可在所有绝缘子全面安装;缺点是击穿电压较低,拉低高铁接触网整体耐受电压水平,频繁引起雷击跳闸,不适合重点线路。

我国的高铁由供变电所和牵引网线路组成,供变电所与国家电网相连接, 均按照电力系统规范要求,在建、构筑物顶部设置接闪杆、接闪带等防直击雷措施, 并在电源线路安装电涌保护器等防感应雷设施,形成较为完善且安全可靠的防雷系统措施。而在牵引网线路上,绝大多数线路未安装接闪线,未设置任何防直击雷的设施,仅部分线路在隧道出入口等关键部位加设浪涌保护器,个别线路在雷电高发区高架桥支柱加设并联间隙,但线路对地高度较高,雷电流泄放入地需经过柱内钢筋,接地线行程较长,接地电阻值较高。

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