城轨道交通架空接触网雷电防护用串联间隙金属-中国电机工程学会.PDF

中国电机工程学会高压专委会2007年学术年会论文集 城市轨道交通架空接触网雷电防护用 串联间隙金属氧化物避雷器 1 2 3 3 4 沈海滨 陈维江 赵海军 王彦利 尹彬 1 中国电力科学研究院 2 国网武汉高压研究院 3 中铁电气化勘测设 计研究院 4 山东迅实电气有限公司 摘要 本文设计了城市轨道交通架空接触网雷电防护用串联间隙金属氧化物避雷器的结构，分析选择了避雷 器的额定参数，通过雷电冲击放电伏秒特性等型式试验对避雷器样品性能进行了检验，最后简要介绍了产品 的应用情况。 关键词 城市轨道交通；架空接触网；雷电防护；串联间隙金属氧化物避雷器；参数选择 1 引言 2 避雷器结构与工作原理 近年来，随着我国城市轨道交通系统工 参考文献[1、2] 的研究成果，结合架空 程数量不断增多，架空接触网雷害问题日益 接触网的实际结构，本文设计的避雷器由避 突出，但雷电防护研究相对滞后。截至本研 雷器本体、串联间隙和安装金具三部分组成， 究前，全国已投运城轨工程中，仅通过安装 应用时避雷器安装到腕臂上，与绝缘子并联， 避雷线来降低雷击闪络事故概率，未见其它 结构示意如图 1。为了适应不同应用场合， 雷电防护措施的研究报道。雷电防护手段单 设计出两种串联间隙结构以供选择，图中， 一、功能不完善，已不能满足现代城轨系统 (a) 的串联间隙由板电极与避雷器本体端部 高可靠运行的要求。 构成，(b)的串联间隙由避雷器本体端部的环 在架空接触网杆塔上装设金属氧化物避 电极与绝缘子端部法兰构成。 雷器，通过电阻片吸收雷电能量，抑制直流 续流起弧，保护绝缘子免于雷击损坏的同时， 可防止线路雷击跳闸，是一种性能优异的雷 电防护措施。金属氧化物避雷器从结构上可 分为无间隙和带串联间隙两种，相比无间隙 (a)结构一 (b)结构二 结构，带串联间隙避雷器除间隙闪络击穿期 图1 避雷器结构示意图 间外，电阻片均不承受系统运行电压，避免 了电阻片老化损坏的问题，延长了使用寿命。 避雷器本体外绝缘选用复合硅橡胶外 因此，在城市轨道交通系统中引入串联间隙 套，具有耐气候老化、耐电蚀损、耐污秽、 金属氧化物避雷器（以下简称避雷器），有着 重量轻等优点，尤其适合户外架空线路长期 工程应用价值。 使用。 本文针对避雷器开展研制工作，设计避 避雷器的工作原理为：在线路正常运行 雷器的结构，分析选择金属氧化物电阻片参 时，由于串联间隙隔离，避雷器本体不承受 数、避雷器额定电压和串联间隙距离，通过 系统直流运行电压；在幅值足够高的感应雷 雷电冲击放电伏秒特性等型式试验对样品性 或直击雷过电压作用下，串联间隙击穿，避 能进行检验，最后简要介绍产品的应用情况。 雷器本体瞬间呈现低阻抗，通过电阻片释放 雷