牵引供电系统防雷与接地研究

牵引供电系统防雷与接地研究

毛庆亮陈超梁文博

(中国铁路济南局集团有限公司调度所山东省济南市250000)

摘要：供电系统防雷在建筑电气系统中尤为重要。我们必须对供电系统和防雷系统进行科学合理的统筹来确保建筑用电的可靠性。在实际施工中，如果不对设备防雷和接地保护工作提起足够重视，那么就极容易发生雷电事故，产生严重的损失。所以做好配电系统的防雷和接地保护工作至关重要。本文对电气化铁路供电系统防雷技术进行认真分析，提出了相关的解决方法。

关键词：牵引；供电系统；防雷；研究

引言：牵引供电系统大多位于自然环境里，一定要采取大气过电压的防护方式，一旦防护方式不到位，那么就会出现接触网不能供电、跳闸以及变电所事故、避雷针爆破、电流互感器被严重损坏等情况，所以要对电气化铁路防雷进行详细分析，设计出完善的防雷方案。

一、新时期下防雷设计的主要原则

根据防雷分区和等电位连接的技术内容，按照不同地方雷击的特征以及被防护的具体需求，对电场脉冲的强度以及概率进行统计，对多极防雷区域进行恰当划分。我国相关的《防雷设计规范》文件中，经过不断改进，已经达到了国际化标准。新时期下的防雷理念推崇分区分极的电位连接和科学的设备接地形式。当前最可行的系统处理方案是防雷设备相结合的技术措施。轨道交通牵引变电所的防雷设计必须要以创新设计理念为前提。对防雷系统进行有效研究。一定要符合我国相关的安全规范防护标准。据有关报导，一旦磁感应强度达到B=0.07GS，那么计算机就容易出现错误运行，倘若磁感应强度B=2.4GS时，计算机就会丧失全部功能。

二、供电系统防雷与接地保护的具体设计标准

1.按照建筑的防雷设计进行防雷接地保护

在防雷设计的过程中，必须要遵循防雷系统设计来恰当布置防雷接地保护。微电子设备的使用在当前的建筑施工中已经得到了普及，发挥了重要的价值。在对于防雷接地保护的设计中，要把微电子设备对建筑的作用引起重视。要运用等电位连接和直击雷防护方法对布线进行有效保护。微电子设备一定要遵循雷电暴的等级进行合理设置，并且要按照对电子脉冲的影响程度选择对应的防护方法。

2.根据本地的雷电活动特点以及电气设备情况来进行防雷接地保护

要对建筑所在区域周围环境和雷电活动的特征以及建筑内部电气设备情况进行深入了解。还要把雷电灾害对供电系统的影响程度进行评估。按照建筑的使用特征和雷击事故中有可能产生的危害，制定出科学的预防方法。可以先设定出许多防雷接地保护方案，然后选择出一个最为可行的理想方案。

三、牵引供电系统的防雷方法

1.变电所防雷的有效方法

针对直击雷方面，最佳方法就是安装避雷针和构制恰当的避雷线。变电所对于直击雷可以使用安装避雷针以及在变电所进线位置内架设避雷线的方式，雷电感应和直击雷形成的雷电波顺着线路破坏了变电所内的电气设备，缩短了绝缘系统的寿命。雷电波的预防方法，可以使用变电所内的避雷器，减少雷电波的幅度，把损失降低到最小，在实际运行时，务必要设计出科学先进的避雷针，这样可以有效避免电气设备和相关线路系统以及建筑物遭受到破坏，保障人员的生命和财产安全。

2.变电所对雷电侵入波的处理方法

先在变电所进线上布置阀型避雷器。阀型避雷器主要由火花间隙和非线性电阻构成。当前FS系列阀型避雷器能够对小体积的配电装置进行有效保护。SFZ系列阀型避雷器可以对大体积变电站的电气设备进行有效保护。

3.对变电站的进线的有效防护

要想达到对变电站进线的良好防护，必须对避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度进行恰当调整。一旦线路上出现过电压，就会有行波顺着导线向变电站运行。并且幅值达到线路绝缘的50%，能够冲击闪络电压。线路的冲击压力要大于变电所设备的冲击压力。所以，倘若在变电所的进线上没有架设避雷线，一旦发生雷击现象，避雷器的雷电电流幅值大于5KA，陡度也明显超出范围内，就会使电路受到损害。

4.变压器的有效防护

变压器的主要保护方法就是在贴近变压器的位置上安装避雷器，这样可以间接的保护绝缘系统。在装设避雷器的过程中，一定要贴近变压器，缩短连线长度。避雷器的接线必须与变压器的金属外壳和低压侧中性点相符。这样即使侵入波使避雷器出现错误运行，但是在高压侧主绝缘上的电压流中，就只有避雷器的一股弱流了，避免了雷电对变压器的破坏。

四、牵引供电系统综合接地技术分析

1.综合接地系统的组成

铁路供电系统综合接地工程是一项较为繁琐的工作。包含沿线建筑物和建筑物的防雷接地以及强弱电设备的施工接地和保护接地等内容。

2.综合接地系统的规划

抛开特殊要求的设备地线，铁路路线两侧的电气化和电力以及通信和信号等设备都要使用总接地线。

⑴电气化

路基地段接触网的回流线，需要由吸上线连接到信号轨道电路的空心线圈中部位置，再全部以横向方式与综合贯通接线相连。

⑵通线

通信电缆地线和电缆槽支架以及漏泄电缆悬吊钢索的屏蔽地线都必须与整个贯通地线相连。

⑶信号

沿线信号设备的安全地线和屏蔽地线以及施工地线都一律要与综合贯通地线相连。

⑷电力

电力电缆的金属壳必须与综合贯通地线相连接。由于电力变压器离线路特别远，而且数量也很少，所以需要单设地线，但是要注意地线与综合贯通地线之间的距离绝对不能够少于20m。

⑸环评

声屏障的金属构件都要接入综合贯通地线，声屏障长度小于500m的，两端可以各接一处，如果大于250m，每250m就要接一个。

结束语

针对铁路供电系统的特征，对雷电过电压和保护进行科学探讨，对铁路运输拥有非常重要的经济价值，并且对我国的物质流动和国民经济同样具有重要意义。使用综合接地技术可以有效解决相同系统中不同设备接地出现的电位差，缓解高压设备以及电源对综合自动化装置中通信和信号设备的电磁影响，有效处理了接地系统中存在的各种问题。在电气建筑设计中，必须要结合地区实际情况以及建筑具体用途来进行，能够在正常用电的情况下，实现内部防护和外部防护的双重保护。

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