評測單線高架區段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法
2023-12-02 17:42:26
評測單線高架區段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測量電氣化鐵路單線高架區段接觸網雷擊跳閘率的方法，該方法包括：第一步，獲取電氣化鐵路線路參數；第二步，計算雷擊類型分界點坐標，確定接觸網不同雷擊類型的影響區域；第三步，計算感應雷擊跳閘率；第四步，計算反擊跳閘率；第五步，計算繞擊跳閘率；第六步，確定總跳閘率。該方法計算方便，且解決了電氣化鐵路雷擊跳閘率計算困難的問題。
【專利說明】評測單線高架區段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量電氣化鐵路單線高架區段接觸網雷擊跳閘率的方法，特別是涉及一種基於電氣幾何模型計算電氣化鐵路單線高架區段接觸網感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率的方法，適用於電氣化鐵路防雷設計和防雷改造，屬於鐵路系統過電壓領域。
【背景技術】
[0002]牽引供電系統雷擊跳閘嚴重影響了我國電氣化鐵路的安全穩定運行。為保證列車運行的可靠性，準確計算接觸網供電線路的雷擊跳閘率，評估其對牽引供電可靠性的影響，常需要確定接觸網的雷擊跳閘率。目前，電氣化鐵路接觸網雷擊類型分為感應雷擊(雷擊大地)、反擊(雷擊回流線、支柱頂部等接地部分)、繞擊(雷擊承力索、接觸線)三種，以往資料缺乏對電氣化鐵路這三種雷擊跳閘率進行準確計算的方法，為我國電氣化鐵路進行有針對性地防雷設計與防雷改造帶來了非常大的困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種測量電氣化鐵路單線高架區段接觸網雷擊跳閘率的方法，使用該方法可以計算電氣化鐵路單線高架區段接觸網每百公裡的年感應雷擊跳閘率、反擊跳閘率與繞擊跳閘率。
[0004]本發明實現上述目的的技術原理是利用傳統電氣幾何模型分析電氣化鐵路單線高架區段接觸網的感應雷擊、反擊、繞擊情況，其原理如附圖一所示。O為坐標原點，分別在橋面上以承力索、回流線位置為圓心，以雷電先導對承力索擊距r。、雷電先導對回流線擊距rg為半徑作弧線，再以雷電先導對大地擊距re作平行於大地的直線，分別相交於A、B、C點，其中H為高架橋對地高度，hg為回流線對高架橋面高度，h。為承力索對高架橋面高度，a為承力索到支柱內側的距離，b為回流線到支柱內側的距離。雷電落在A點左側時擊中地面，此時接觸網高壓導線上產生感應過電壓，即發生感應雷擊；雷電落在A、B兩點中間時，擊中接觸網的回流線，在接觸網高壓導線上產生反擊過電壓，即發生反擊；雷電落在B、C兩點中間時，擊中接觸網高壓導線，接觸網上產生繞擊過電壓，即發生繞擊；雷電落在C點右側時擊中地面，在接觸網高壓導線上產生感應過電壓，即同樣發生感應雷擊。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案主要包括以下步驟:
[0006]第一步，獲取電氣化鐵路線路參數，包括高架橋對地高度，承力索、回流線對高架橋面高度，承力索、回流線到支柱內側的距離，絕緣子串的50%衝擊放電電壓，回流線半徑，雷電日，落雷密度，絕緣子串平均運行電壓梯度，支柱接地電阻，支柱等效電感，雷電流波頭時間，電暈校正係數，支柱兩側相鄰回流線的電感並聯值等。
[0007]第二步，計算分界點A、B、C的坐標，確定接觸網不同雷擊類型的影響區域。建立如附圖一所示的坐標系，A點對應的坐標為(xa, ya), B點對應的坐標為(xb, yb), C點對應的坐標為(xy。)。此時感應雷擊對應的區間為(-°°，xa)和(X。，+00 )，反擊對應的區間為(xa，xb)，繞擊對應的區間為(xb，x。)。根據各點的幾何關係，各點坐標按以下算式確定:
【權利要求】
1.一種劃分電氣化鐵路單線高架區段接觸網不同雷擊類型的影響區域的方法，其特徵在於它包括以下步驟: 第一步，獲取電氣化鐵路線路參數，包括高架橋對地高度，承力索、回流線對高架橋面高度，承力索、回流線到支柱內側的距離，絕緣子串的50%衝擊放電電壓，回流線半徑，雷電日，落雷密度，絕緣子串平均運行電壓梯度，支柱接地電阻，支柱等效電感，雷電流波頭時間，電暈校正係數，支柱兩側相鄰回流線的電感並聯值等； 第二步，計算分界點A、B、C的坐標,計算公式如下:
2.一種測量電氣化鐵路單線高架區段接觸網雷擊跳閘率的方法，其特徵在於它包括以下步驟: 第一步，基於權利要求1，獲取分界點A、B、C點的坐標； 第二步，按照下式計算感應雷擊跳閘率:
3.權利要求1中臨界點A、B、C坐標計算公式中的擊距ι>ι.8、ι.ε可用以下經驗公式進行計算:
4.權利要求1中感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率計算公式中的雷電流概率密度f(I)還可用以下經驗公式進行計算:
【文檔編號】G01R31/00GK103675506SQ201210382582
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月20日 優先權日:2012年9月20日
【發明者】曹曉斌, 周利軍, 李瑞芳, 吳廣寧, 熊萬亮, 朱軍, 高國強, 高波 申請人:西南交通大學, 成都智源電氣有限責任公司