电气化铁路防雷

1、电气化铁路防雷与接地雷电的产生 雷电的形成 雷电的分类雷电的危害 电气设备的危害 通信的危害防雷与接地 牵引变电所的防雷与接地 接触网的防雷与接地雷电的形成雷电对地面高结构的放电雷电：直击雷、感应雷、球形雷、云闪其中直击雷和球形雷都会对人和建筑造成危害，而电磁脉冲主要影响电子设备，主要是受感应作用所致；云闪由于是在两块云之间或一块云的两边发生，所以对人类危害最小。直击雷就是在云体上聚集很多电荷，大量电荷要找到一个通道来泄放，有的时候是一个建筑物，有的时候是一个铁塔，有的时候是空旷地方的一个人，所以这些人或物体都变成电荷泄放的一个通道，就把人或者建筑物给击伤了。直击雷是威力最大的雷电雷电的种类直

2、击雷-地电位抬高反击电子设备（电压可达数万伏） 直接破坏设备雷电感应 由于雷闪放电的强大电场和磁场的作用，在邻近导体上产生静电感应和电磁感应。它可能引起金属部件之间产生火花放电。它对一般电力设备、电子设备等产生干扰；对储存易燃、易爆物品的建筑物引起燃烧或爆炸。 被雷击中的物体通过电流时会出现高电位，此高电位又可能击坏邻近的低电位物体，称为反击。感感 应应 雷雷雷电的形态 单闪雷单闪雷多闪雷多闪雷密集型雷密集型雷定义：在一天内，听到一声或一声以上的雷声就计为一个雷暴日作用：度量一个地区雷电活动频繁程度的一个指标雷电对牵引供电系统的危害雷电对牵引供电系统的危害接触网承力索接触网承力索脱落脱落绝缘子

3、损坏绝缘子损坏接触网支柱损接触网支柱损坏坏通信的干扰通信的干扰人身的伤害人身的伤害某线某线2009年雷击跳闸占全年跳闸率的年雷击跳闸占全年跳闸率的54%，多年来雷击共损，多年来雷击共损坏接触网支柱坏接触网支柱109根、绝缘子根、绝缘子97处、接触网承力索脱落处、接触网承力索脱落3次；次；某城际客运专线一个变电所某城际客运专线一个变电所2009年其中雷击跳闸年其中雷击跳闸25次，其中次，其中6次自动重合闸失败，次自动重合闸失败，8次绝缘子遭受雷击破坏，其中次绝缘子遭受雷击破坏，其中7次为次为正馈线绝缘子破坏，正馈线绝缘子破坏，1次为接触网腕臂绝缘子破坏；次为接触网腕臂绝缘子破坏；雷击导致接触网支

4、柱开裂绝缘子雷击损坏雷击导致接触网支柱开裂绝缘子雷击损坏雷电的防护雷电的防护对于我们牵引供电系统来说，雷电的防护主要可以分为牵引变电所的防雷和接触网的防雷变电所防雷（一）防雷1、各变电所电源进线侧设置氧化锌避雷器用于过电压保护。2、在主变压器低压侧还设有避雷器，用于过电压保护。3、在各变电所每条馈线出口处均设置氧化锌避雷器，用于过电压保护。4、在AT所、分区所每回进线/出线上均设氧化锌避雷器作过电压保护。5、在开闭所每回进线及馈线上均设氧化锌避雷器作过电压保护。6、在牵引变电所、AT所、分区所内设避雷针，用于户外设备的直击雷保护。 牵引变电所避雷针与接地网紧密连牵引变电所避雷针与接地网紧密连接

5、，接地对系统和接触网上电气设接，接地对系统和接触网上电气设备的安全可靠运行，及操作维护人备的安全可靠运行，及操作维护人员的安全都起着重大的作用。员的安全都起着重大的作用。变电所防雷变电所防雷电子设备防护电子设备防护1 1、过电压限制：避雷器、过电压限制：避雷器（一般采用氧化锌材料）2 2、等电位措施：、等电位措施：（等电位是将外露导电部分、装置外导电部分适当 地连接起来，即使有故障电流流过，人所能接触到的两个导体基本是等电位）3 3、屏蔽措施、屏蔽措施4 4、降低接地电阻：、降低接地电阻：（扩大接地网面积、局部换土或采用降阻剂、深井接地极等）(二) 接地1、个变电所、分区所、开闭所、AT所均设

6、置水平接地体和垂直接地体组成的铜人工接地网。2、变电所接地网的接地电阻应满足设备和运营维护人员安全的要求。否则应进行现场处理并校验接触电势和跨步电压。3、接地网的边缘和人经常出入的大门处设置詹式均压带。4、25KV电缆金属护套的接地。变电所接地1 1防雷防雷（1 1）牵引变电所、）牵引变电所、ATAT所设置避雷针，作直击雷防护。所设置避雷针，作直击雷防护。（2 2）220kV220kV电源进线侧设氧化锌避雷器，电源进线侧设氧化锌避雷器，27.5kV27.5kV馈线出口处馈线出口处设氧化锌避雷器。设氧化锌避雷器。2 2接地接地（1 1）牵引变电所、）牵引变电所、ATAT所所内采用所所内采用复合接

7、地体接地复合接地体接地，其中变电，其中变电所接地电阻不大于所接地电阻不大于0.50.5，开闭所及分区所接地电阻不大于，开闭所及分区所接地电阻不大于4 4。牵引变电所、牵引变电所、ATAT所复合接地体有条件时接入综合接地系统。水所复合接地体有条件时接入综合接地系统。水平体接地、垂直接地体均采用铜材质。平体接地、垂直接地体均采用铜材质。（2 2）各电气设备、架构底座、外壳均采用圆钢与主接地网相）各电气设备、架构底座、外壳均采用圆钢与主接地网相连。连。复合接地体应符合国家标准复合接地体应符合国家标准GB/T 21698-2008GB/T 21698-2008标准标准一种由导电非金属材料、电解质材料、

8、化合填充物组成，能明显降低工频接地电阻和抵抗土壤中的水分。盐、酸、碱等因素腐蚀的新型接地体。注：非金属材料指以非金属材料为主的材料，而不管其表面是否有铜，镍等合金。金属材料外附导电的非金属材料也视为非金属材料。复合接地体一般可分为接地棒和接地模块为两大类：1）接地棒一般由接地体和内填充电解质材料（化合填充物）构成，棒体上有渗透口。2）接地模块一般用导电性能良好的非金属复合材料，内置合金材料骨架，通过专用设备挤压成型。复合接地体表面应连续光滑，无明显凹凸及划痕，使用环境温度为-40 60。接地电阻的测量220KV220KV避雷器主要采用氧化锌避雷器避雷器主要采用氧化锌避雷器变电所回流箱回流箱内部

9、汇集了变电所内部所有的回流导体（牵引回流导线、地回流导线及设备接地导线，并与牵引变压器次边接地相相连），箱内母线均为硬铜母线，充分保证接地的可靠性跨步电压 所谓跨步电压,就是指电气设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压（跨步电压达到40V时，人就会有触电危险，发生接触网接地故障时，安全距离为10M）。一旦误入跨步电压区，应迈小步，双脚不要同时落地，最好一只脚跳走，朝接地点相反的地区走，逐步离开跨步电压区接触网防雷1 1、牵引网绝大部分没有采用直击雷防护的措施、牵引网绝大部分没有采用直击雷防护的措施 2 2、隧道口两端、变电所入口、长大大桥两端等架设避雷器、

10、隧道口两端、变电所入口、长大大桥两端等架设避雷器3 3、采用综合接地，接地电阻要求小于、采用综合接地，接地电阻要求小于1 1欧姆欧姆4 4、接地装置、接地引下线和连接措施应符合系统绝缘匹配、接地装置、接地引下线和连接措施应符合系统绝缘匹配、热稳定性校验、机械强度和抗腐蚀等要求热稳定性校验、机械强度和抗腐蚀等要求 回流线升高或架设避雷线我国电气化铁路基本没有直击雷的防护措施，没有架设避雷线，在雷害区段装设避雷器，或是回流线等附加导线抬高，减少直击雷的次数。高架桥高度（米）高架桥高度（米）0 08 812121616遭受雷击次数遭受雷击次数/ /年年522522795795916916103310

11、33不同高架桥高度下，京沪线遭受直击雷击情况不同高架桥高度下，京沪线遭受直击雷击情况不同高架桥高度下，京沪线遭受感应雷雷击次数不同高架桥高度下，京沪线遭受感应雷雷击次数高架桥高度（米）高架桥高度（米）0 08 812121616遭受感应雷冲击遭受感应雷冲击闪络次数闪络次数/ /年年20209 95 52 2高架桥的引雷范围远高于平地高架桥的引雷范围远高于平地接触网的接地分为两种：接触网的接地分为两种：综合接地系统（一）沿线按铁道部有关技术规范规定新设综合接地系统，系统平台由贯通地线、接地体、引接线、接地端子组成。其中贯通地线电气特性全程贯通，对地接地电阻不大于1。（二）在正线两侧分别敷设1 根

12、贯通地线（铜截面暂按35mm2，不设贯通地线监测报警），结合土建工程同步实施，与土建工程相关的部分一并纳入土建工程。（三）沿线距接触网带电体5m 范围以内需接地的构筑物、设备等，应通过多股裸连接线就近与接地端子等电位连接。线路两侧附近的其他铁路设施（如隔离栅栏等）需接地的装置，根据需要可与接地端子等电位连接。（四）沿线距离贯通地线20m 范围以内的设备房屋、设备接地装置等，由各自工程实施完成后，根据需要可就近与贯通地线等电位连接。牡绥电化初步设计牡绥电化初步设计（五）路基地段要区别不同的地质条件，原则上线路两侧贯通地线按埋设于路基基床内部的原则进行设计。在不影响路基工程质量的前提下，合理选择贯

13、通地线和分支引接线的敷设工艺，确保贯通地线和引接线不被损伤。为进一步提高路基地段接地性能，沿线接触网支柱基础钢筋均作为接地极使用。（六）桥梁地段贯通地线按敷设于桥梁两侧信号电缆槽内的原则进行设计。选用桥梁结构物（梁体、墩帽、墩身、承台、基础桩等）中的非预应力结构钢筋作为接地钢筋，由接地钢筋实现横向上、下行线路两侧贯通地线之间的连接，并与桥梁工程同步施工。钢筋截面根据载流量进行检算。（七）隧道地段贯通地线按敷设于隧道两侧电缆槽内的原则进行设计，并按不同的围岩级别利用隧道结构钢筋制作接地极。隧道内其他需接地的电气设备或其他金属构件接地装置，根据需要可与贯通地线等电位连接。（八）长大隧道内无砟轨道地

14、段利用轨道板中部分上层结构钢筋作为接地钢（该钢筋不作绝缘处理)，沿线路每间隔100m 左右与贯通地线单点“T”型连接1 次。（九）沿线通信、电力工程中需接入综合接地系统的设施（如无线通信铁塔、箱式变电站等），应在自设满足要求的接地装置之后，可就近与贯通地线等电位连接，其引接线等由通信、电力工程统一实施。（十）进一步完善综合接地系统工程实施方案，划清工程界面和设计分工，避免各相关工程结合部出现脱节。钢筋混凝土内设地线 钢筋混凝土外设地线 一一 检修标准检修标准1、管型避雷器竖直牢固可靠，开口端向下，在排气孔的下前方不应有任何障碍物。2、各部分线夹接触良好，螺栓紧固涂有黄油，铁件部分除锈刷漆。3

15、、避雷器引线和各部螺栓应紧固，管型避雷器管体不许有裂纹、烧伤、闭口端应堵紧，外部放电间隙的电极中心线相对间隙为120 毫米，允许误差6 毫米。阀型避雷器的瓷套管不许有裂纹、破损和放电痕迹。4、 避雷器应设双接地线，其接地电阻应小于 10 欧姆。避雷器的检修避雷器的检修5、 管型避雷器隔离间隙电极镀锌良好，安装牢固，隔离间隙距离满足设计规定，极棒呈水平状态，中心线吻合不得错位，间隙按产品说明书调整。6、 避雷器引线连接不应使端子受到超过允许的外加应力。7、 金属氧化物避雷器的排气通道通畅，排出的气体不致引起相间或对地闪络，并不得喷及其它电气设备。8、 避雷器固定角钢应呈水平状态，不得低头，误差为+100-0 毫米。9、 对运行中的避雷器每年要用 2500 伏的兆欧表测量一次绝缘电阻，并与上一次测量结果比较，绝缘电阻不应有显著降低。二二 准备工作准备工作1、 人员：5 人以上2、 工具：吊绳、砂布、钢丝刷、除锈刀、油桶、锉刀、钢卷尺、力矩扳手、接地线、安全工具及防护用具等。3、 材料：油漆、红丹、毛巾、棉纱等。三三 检修步骤检修步骤1、 检查有无破损、裂纹、电弧烧伤、漆层损坏、发黑等现象，闭口端的堵头是否紧固。2、 检查外部放电间隙的中心线是否相对，放电间隙是否符号要求。3、 清扫避雷