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防雷方案丨地鐵防雷接地怎么做？

發布時間：2022-07-07 09:43:14

地鐵以其節能、低污染、運輸量大、效率高、噪音低等特點，深受市民喜愛。但地鐵的缺點也很顯著：建設成本高、建設周期長、維護成本高。本研究的重點是地鐵隧道中柔性接觸網的雷電綜合防護的應用以及對策分析，以幫助降低維護成本以及減少事故造成的損失。對于損壞后的柔性接觸網，檢修的傳統方法通常包括讓工作人員使用特殊的測量設備沿著鐵軌行走，這種方法成本高且效率低，且帶來的經濟損失也不容小覷。此外，大型隧道的檢修要求也難以得到滿足。

1、遭遇雷電故障事故分析

由于城市軌道交通有很大一部分將處于露天環境中，這部分設備可能會因惡劣環境的影響而跳閘。同時，軌道車廂的牽引負載也與行車列數、客流量、氣候環境等參數相關，當旅客量愈多，行車列數愈多，牽引供電負載也愈大，因此客流量的變化和牽引負載的變化也極為接近，不管在高峰時段還是在氣候基本重合點時間，兩者都具有很強的相關性。在不良氣候下，雷電更有機會直接與線路聯系，從而造成了市內的軌道交通電網電壓過高。在雷擊條件下，電壓會瞬間形成數千伏的電流，直接傷害城市軌道運輸線路，導致軌道交通的暫停運作。

雷擊接觸網時，若接近被擊點支柱上絕緣子閃絡，雷電流入地且不形成過電流，則對柔性接觸網的供電運行損害也不會很大。由于每一次對通信設備作用持續時間僅為微秒數量級，通過接觸網供電的自動重合門等保護裝置，可以切斷工作頻段的入地續流。但主要存在問題就是，一旦接近被擊點的支持絕緣子閃絡，當雷電直注入地，將在支撐的等值電感、支架和鋼軌的等值連接電流基礎上，形成巨大的沖擊電流下降。這些電壓降將以行波方法持續作用于接觸網。一方面由于雷電流幅與較陡的線性相關系數大約為0.6，這就體現為隨著電流幅值的增大，其陡性變化也相應增大，但波長寬度變動不大，所以，更強大的雷電能力就表現在電流波長的陡性變化上，在支柱等值電感、連接電阻上的碰撞壓降變化較大。如果這個電流達到了接觸網的絕緣水平，就仍然產生支撐絕緣子閃絡，即：在閃電流產生一次支撐絕緣子閃絡之后，剩下的電能仍可以產生多點閃絡。但是由于支柱的接觸電阻比鋼軌過渡電阻較大，且雷電流的泄漏路徑并不通暢，一處閃絡后，殘余的動能仍相當大，就能導致一系列支持絕緣子的相繼閃絡。很明顯，當多個支持復合懸式絕緣子相繼閃絡，不僅造成總的工頻運行入地續流增多，也同時造成了閃絡事件的時間增多。這都可以造成由接觸網供電的手動重合閘等安全保護器無法有效地切斷故障。

2、雷電防護對策

2.1提升絕緣子性能

危害絕緣子性能的因素主要有產品中電氣絕緣子的污穢程度和表征方式、油漆污染區域的化學特性，以及外絕緣的選擇、輸電線路復合懸式絕緣子污閃事故，對國家電網的正常安全運營產生了嚴重危害。在日益嚴重的世界污染大氣環境條件中，輸電線路絕緣子將面對日益強烈的污閃危險。關于影響電纜絕緣子污閃壓力的原因眾多，中外專家學者開展了深入的研討，在二十世紀初期得到了人們的普遍重視，在20世紀50年代，世界上污閃事故形勢尤為嚴峻。

絕緣子污染主要受內外環境因素的影響，單個因素無法有效反映在實際工作狀態下的雜質附著狀況。目前的絕緣子運行雜質表征試驗、污穢附著量測試、絕緣子人工污穢試驗、線路工作關系研究與模擬試驗等，無法全面真實、精確地掌握在交流、直流領域絕緣子的產品污穢特征，也無法更新污穢區域劃分，從而造成除絕緣保護裝置之外的所有傳輸線均發現錯誤。

隨著電子雜質測量技術的進展，綜合了各種測量方式，研制新型測量傳感器也逐漸成為了熱點話題。如采用LED光纖傳感器的漏電流檢測器，以及采用懸臂梁技術的泄漏電壓測量。輸出電流的無源強度調制型光纖電流感應器，以及新型泄漏電流密度探測器的研發是國內外科研工作的重要進展。由于機器視覺技術同時具備采集非接觸測量、光譜響應區域范圍廣、工作持續時間長、準確度高等多種優勢，通過機器視覺系統的接觸網復合懸式絕緣子污染監測系統在中國高鐵、城市軌道交通系統中獲得了廣泛應用。同時通過選取恰當的修正模型及校正系數，還能夠有效提升組合預報模式的預報準確度。

2.2架空接觸網

目前，避雷的常見做法就是架空接觸網地線，類似于避雷針的原理，架空地線可以有效防止一定的雷擊，將電流導入大地。同時，架空地線應采取柱頂安裝方式。

2.3地電位均衡器

根據電纜長度和其他系統條件安裝不同的均衡器均衡電路電壓。為了使用傳統方法調整網絡的電壓水平，技術人員必須在現場交換具有不同損耗與頻率響應水平的離散傾斜網絡。離散傾斜網絡的使用迫使網絡安裝人員維護廣泛的傾斜網絡并手動更換傾斜網絡，而不是簡單地調整調諧電壓以優化傾斜水平。第三濾波器網絡可以連接在可變衰減網絡和地電位之間。第一、第二和第三濾波器網絡修改可變衰減網絡的性能以產生通過輸入端口和輸出端口之間的裝置的射頻信號的特定傾斜。通過調整第一和第二控制信號中的至少一個，可以選擇特定的傾斜度，從而平衡電壓。

2.4 加裝避雷器

避雷裝置可以利用其非線性伏安特性控制絕緣子兩端的工作電流，使絕緣子不產生閃絡，并控制工頻運行續流，從而避免了線路與通訊裝置的跳閘。避雷裝置具備了保護性能好的優勢，而劣勢就是成本略高。一般避雷裝置主要包括了帶并聯間隙與無間隙兩類，無間隙的避雷裝置長期受系統工作電流的影響，閥片流過時泄漏電流，長期工作會促進避雷裝置閥片的老化，所以必須定期加以保養。而帶并聯間隙避雷裝置則解決了上述的弊端，在一般工況下不能耐受系統工作電流，只有在雷電過電壓擊穿間隙的狀況下避雷裝置才能工作，因此具備免維修、壽命長的優點，即便避雷裝置自身出現了故障仍可以發揮并聯間隙的功能。目前，帶串聯間隙避雷裝置在國內的電力系統中已獲得廣泛應用。

3 、提高地鐵遭遇雷電故障自愈能力

隨著電力可靠性和先進性的逐步提高，自愈能力已成為未來先進電力控制系統的重要核心功用。就地鐵電力控制系統來說，它還應該具備必要的自愈能力，即控制系統中當出現內在故障、外部失電、故障過載告警等情形時，可以隔離故障，重建控制系統，從而恢復到正常連續用電狀況。110kV電力側、35kV交流及中壓電網、1500V直流牽引電網、400V供電系統等，需要有自己獨立的自愈能力，也需要在連鎖故障甚至特大故障情況下具有系統的自愈能力，以確保對每個電力負荷的連續供電。

地鐵防雷至關重要，一定要找專業的防雷廠家，南京聚寧防雷科技有限公司你首選得防雷廠家。

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