[發明專利]評測復線高架區段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法

有效

• 申請號: 201210382583.X
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103675507B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 吳廣寧;曹曉斌;周利軍;李瑞芳;熊萬亮;朱軍;高國強;高波
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;成都智源電氣有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測量電氣化鐵路復線高架區段接觸網雷擊跳閘率的方法，特別是涉及一種基于電氣幾何模型計算電氣化鐵路復線高架區段接觸網感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率的方法，適用于電氣化鐵路防雷設計和防雷改造，屬于鐵路系統過電壓領域。

背景技術

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

本發明的目的在于提供一種測量電氣化鐵路復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復線高架區段接觸網每百公里的年感應雷擊跳閘率、反擊跳閘率與繞擊跳閘率。

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復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。復線接觸網區段呈對稱結構，假設左側為上行線，右側為下行線，O為坐標原點，分別以上行、下行線的承力索、回流線位置為圓心，以雷電先導對承力索擊距r_c、雷電先導對回流線擊距r_g為半徑作弧線，再以雷電先導對大地擊距r_e作平行于大地的直線，分別相交于A、B、C、A′、B′點，其中H為高架橋對地高度，h_g為回流線對高架橋面高度，h_c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，c為復線上下行線路中心距離。雷電落在A點左側和A′右側時擊中地面，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兩點中間和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、B′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。

通常情況下接觸網上下行結構相同，為了簡化計算，可以假設A點左側與A′點右側的感應雷擊區間長度完全相等，AB與A′B′反擊區間長度完全相等，BC與CB′繞擊區間長度完全相等，此時感應雷擊對應的區間長度為(-∞，x_a)區間的2倍，反擊對應的區間長度為(x_a，x_b)的2倍，繞擊對應的區間長度為(x_b，x_c)的2倍。因此，上行線路的感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率分別等于下行線路的感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率，即復線高架的感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率分別是單側線路(上行或下行)感應雷擊、反擊、繞擊跳閘率的2倍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案主要包括以下步驟：

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，復線上下行線路中心距離，絕緣子串的50％沖擊放電電壓，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，電暈校正系數，支柱兩側相鄰回流線的電感并聯值等。

第二步，確定接觸網不同雷擊類型的影響區域，計算單側分界點A、B、C的坐標。

建立如附圖一所示的坐標系，A點對應的坐標為(x_a，y_a)，B點對應的坐標為(x_b，y_b)，C點對應的坐標為(x_c，y_c)，B′點對應的坐標為(x_b′，y_b′)，A′點對應的坐標為(x_a′，y_a′)。此時感應雷擊對應的區間為(-∞，x_a)和(x_a′，+∞)，反擊對應的區間為(x_a，x_b)和(xb′，x_a′)，繞擊對應的區間為(x_b，x_b′)。

根據各點的幾何關系，計算單側分界點A、B、C的坐標，各點坐標按以下算式確定：