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1、 课程名称：接触网课程设计院 系：电气工程系 专 业：铁道电气自动化 年 级：2012 级 姓 名：曹 思 田蔓琳 学 号： 指导教师：吴卫伟 西南交通大学峨眉校区2015 年 3 月 18 日摘 要本设计主要阐述接触网雷害分析及防雷措施。接触网是电气化铁道系统必不可少的主要设施之一，特点是没有备用线路，发生任何事故，都将中断铁道运营。接触网线路长，穿越山陵旷野，遭受雷电袭击的机率大，容易受雷击导致电气设备损坏。接触网没有避雷线，接触网上装有少量的避雷器，其工作接地直接接在钢轨上，或接入轨道电路的轭流变压器线圈中点。这样的简单方式对防止雷电过电压是不够的。本文就是针对铁路电网结构及特点，研究雷
2、电过电压及其保护措施，保证铁路电网的安全运行，减少雷击损失。这不仅对铁路运输具有重要的经济意义，也对加快社会物质流动和经济建设步伐具有重要的意义，也是工程实际中需要研究解决的热门课题。我国客运专线建设速度加快，所经地区地理、气象、气候条件差别较大，情况复杂，如果接触网不设避雷线，易遭受雷击引起损坏。为保证接触网运行的高可靠性在分析德国、日本接触网防雷措施的基础上结合我国电气化铁道现状，提出接触网系统防雷的改建建议。通过分析和理论计算，对客运专线接触网系统防雷进行研究。针对电气化铁道中部分线路遭受雷击较频繁的现状对广深线接触网遭受雷击跳闸进行了统计分析，建议广深线全线架设架空地线架空地线采用柱顶
3、方式安装。在强雷区应设置避雷线对客运专线应切实做好避雷器和避雷线的接地，保障避雷设施正常运行。关键词：电气化铁道；接触网；防雷措施目 录摘 要 .I第一章 绪论 .11.1 接触网防雷的意义.21.2 接触网防雷的背景.21.3 接触网防雷的现状.5第二章 雷电的起源及主要参数 .162.1 雷云的产生.162.1.1 感应起电说 .162.1.2 温差起电说 .162.1.3 冻结起电说 .162.2 雷电的产生.172.2.1 闪电的初始击穿 .162.2.2 先导流注 .162.2.3 闪电通道 .162.2.4 主放电过程 .162.2.5 回击过程 .162.3 雷电的种类.172.
4、4 雷电的波形及主要参数.172.4.1 雷电流波形 .162.4.2 雷电流幅值 .162.4.3 雷电流的波前时间、陡度及波长 .162.5 过电压保护中雷电的几个主要参数 .172.6 雷电过电压及雷电放电分析 .172.6.1 雷电先导放电阶段 .162.6.2 雷电主放电阶段 .162.6.3 雷电余辉放电阶段 .16 第三章 雷电对高速铁路的危害 .183.1 高速铁路接触网落雷分析.183.1.1 雷暴日 .193.1.2 地面落雷密度 .193.1.3 高速铁路接触网的落雷次数 .193.2 雷电对高速铁路接触网的影响.193.2.1 直击雷 .193.2.2 感应雷 .193
5、.2.3 雷电反击 .203.2.4 接触网耐雷水平计算 .203.3 南昆、 广深线接触网遭受雷击跳闸统计分析.203.4 雷电机理及对接触网的危害分析.223.4.1 雷电流的概率分布 .19第四章 接触网防雷措施及作用 .184.1 防雷体系的构成及防雷措施种类.184.2 接触网防雷措施的几点原则.194.3 现有的接触网防雷措施建议.204.4 接触网雷击区域的划分.224.5 接闪器的作用.224.5.1 避雷线在防雷中的应用 .214.5.2 避雷线在接触网防雷中的作用 .214.6 避雷器的发展史.224.6.1 氧化锌避雷器工作原理 .214.6.2 避雷器的工作原理及失效机
6、理 .214.6.3 避雷器在防雷中的应用 .214.6.4 安装避雷器对接触网耐雷水平的影响 .214.7 接地系统在防雷中的作用.224.7.1 接地方式及电阻对接触网反击耐雷水平的影响 .214.8 放电间隙的作用及影响.22第五章 对接触网防雷自我总结 .183.4 避雷器设置的分析.223.4 客运专线接触网防雷建议结 论 .24致 谢 .25参考文献 .26第一章 绪 论1.1 接触网防雷的意义接触网是牵引供电系统的重要组成部分，绝大部分裸露于自然环境中且没有备份，需要采用必要的大气过电压防护措施。如果缺少防护措施或措施不当，可能引起绝缘子损坏、造成线路跳闸，直接影响电气化铁道运营。同时雷击产生的侵入波过电压通过接触网传人牵引变电所，可能引起所内电气设备的损坏造成更大的事故。我国地域广大，因雷击导致人员伤亡、设备损坏的事故屡见不鲜。根据牵引供电系统运营部门统计数据分析，目前开通的 32 万公里电气化铁道中部分线路雷击事故比较频繁，所以应重视接触网的防雷设计，以运输安全为目标，以系统优化、综合防护、防雷减灾的原则进行接触网防雷设计。1.2 接触网防雷的背景1.1.1 国外高速铁路防雷设计概况德国铁路防雷现状德国铁路经实际测量表明，欧洲中部地区每 100 km 接触网在 1 年的时间内可能遭受 1 次雷电冲击。雷电对接触网的直接冲击会导致雷电冲击过电压，其在设
