《城市轨道交通电气设备测试（第2版）》 课件5.1雷电种类及城轨避雷保护.pptx

《城轨防雷装置》雷电种类及城轨避雷保护

目录01城轨避雷线防护效果02避雷线防护03城轨架空地线设置04城轨避雷线防护效果

01城轨避雷线防护效果

城轨避雷线防护效果

城轨避雷线防护效果1.1直击雷直击雷是云层与地面凸出物之间的放电形成的，直击雷过电压可达到数千甚至数万千伏，其电流可达数百kA，往往造成停电和设备损坏等重大事故，严重威胁供电系统的安全，巨大的雷电流流入地下，在雷击点连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故，直击雷可在瞬间造成人员伤亡。

城轨避雷线防护效果1.2感应雷雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷，放电后凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式沿突出物极快地传播。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。感应雷过电压虽然较直击雷过电压低，但其值亦达300～400?kV，这对设计绝缘冲击闪络电压为75?kV的10?kV变电所仍然是一个很大的威胁。

城轨避雷线防护效果1.3雷电侵入波雷电冲击波是由于雷击在架空线路上或金属管道上，产生冲击电压沿线路迅速传播的雷电波。雷电可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜入低压，造成严重的触电事故。例如，雷雨天室内电气设备突然爆炸起火或损坏，人在屋内使用电器或打电话时突然遭电击身亡都属于这类事故。

城轨避雷线防护效果1.4球形雷球形雷是一种球形、发光的火球，运动速度大约为2?m/s。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，尤其对油库等场所，是极其危险的爆炸源。不管雷电直接雷击高架线路，还是雷击线路附近产生的感应过电压，都可能引起线路绝缘子的闪络，使供电系统发生损坏，甚至瘫痪。防雷设计要根据当地气象资料，确定当地的雷电活动情况，根据保护对象要求，确定防雷等级，再根据所需防雷等级，制定防雷措施。高压输电线遭受雷击的事故主要与四个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压、有无架空地线、雷电流强度、杆塔的接地电阻。

02避雷线防护

避雷线防护2.1城轨防雷系统设计城轨防雷以防直击雷为主。城轨采用架空地线兼作雷电防护作用时，架空地线应可靠接地，使雷电流就近泄入大地，以减少雷电过电压作用范围。但由于城轨供电系统是以架空接触网为正极、机车走行的钢轨为负极的不直接接地系统，所以从杂散电流防护角度上，要求架空地线不能直接接地。

避雷线防护2.2防雷策略差异为了避免杂散电流泄漏入大地对系统以外设施形成电流腐蚀，城轨工程要求高架桥桥梁和敷设钢轨的道床可靠连接并与大地电气隔离，构成杂散电流收集网，杂散电流经引线汇集至牵引变电所集中收集。由于接触网安装用的钢支柱与桥梁钢筋是可靠连接的，如果架空地线直接接地，则杂散电流将通过钢柱、架空地线、接地极泄漏，造成杂散电流就近入地。所以城轨防雷与铁路防雷的处理方式不同。

避雷线防护2.3接触网避雷措施城轨高架段接触网沿线架设架空地线，且架空地线通过金属抱箍与接触网下锚底座、支持装置等共支柱安装，架空地线在两侧车站直接引至牵引变电所的接地母排上，同时在区间每200?m通过地电位均衡器连接地极；接触网各类绝缘子接地端的金属底座、开关底座、腕臂底座等均与架空地线可靠连接；在高架桥梁设计中，接触网支柱没有有效接地；高架桥接触网每隔200?m设避雷器，并将桥墩内部钢筋网作为其接地体，接地电阻小于0.5。对于雷击接触网线路，形成过电压危害的情况概括起来可以划分为以下三种：（1）雷击接触网附近的地面，在接触网上引起感应过电压。（2）雷直接击于接触网导线（或腕臂），在接触网上产生过电压。（3）雷击接触网支柱（或架空地线），在支柱顶端产生冲击过电压，造成接触网绝缘子的反击。

避雷线防护2.4绝缘部件保护目前，国内城市轨道交通接触网系统主要采用DC1500V或DC750V两级电压进行供电，列车取流较大，考虑架空地线与接触网导线平行架设，为避免感应电流及绝缘子泄漏电流形成的杂散电流，对城轨沿线建筑物或设备造成电腐蚀，根据《城轨杂散电流腐蚀防护技术规程》的要求，架空地线不能直接接地，需采用地电位均衡器将架空地线与接地极分开。高架段接触网沿线架设架空地线，且架空地线通过金属抱箍与接触网下锚底座、支持装置等共支柱安装，架空地线在两侧车站直接引至牵引变电所的接地母排上，同时在区间每200?m通过地电位均衡器连接地极；接触网各类绝缘子接地端的金属底座、开关底座、腕臂底座等均与架空地线可靠连接；在高架桥梁设计中，接触网支柱没有有效接地；高架桥接触网每隔200?m设避雷器