評(píng)測(cè)單線高架區(qū)段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測(cè)量電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)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(shù)；第二步，計(jì)算雷擊類型分界點(diǎn)坐標(biāo)，確定接觸網(wǎng)不同雷擊類型的影響區(qū)域；第三步，計(jì)算感應(yīng)雷擊跳閘率；第四步，計(jì)算反擊跳閘率；第五步，計(jì)算繞擊跳閘率；第六步，確定總跳閘率。該方法計(jì)算方便，且解決了電氣化鐵路雷擊跳閘率計(jì)算困難的問題。
【專利說明】評(píng)測(cè)單線高架區(qū)段電氣化鐵路雷擊跳閘率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)雷擊跳閘率的方法，特別是涉及一種基于電氣幾何模型計(jì)算電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)感應(yīng)雷擊、反擊、繞擊跳閘率的方法，適用于電氣化鐵路防雷設(shè)計(jì)和防雷改造，屬于鐵路系統(tǒng)過電壓領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]牽引供電系統(tǒng)雷擊跳閘嚴(yán)重影響了我國(guó)電氣化鐵路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為保證列車運(yùn)行的可靠性，準(zhǔn)確計(jì)算接觸網(wǎng)供電線路的雷擊跳閘率，評(píng)估其對(duì)牽引供電可靠性的影響，常需要確定接觸網(wǎng)的雷擊跳閘率。目前，電氣化鐵路接觸網(wǎng)雷擊類型分為感應(yīng)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(duì)電氣化鐵路這三種雷擊跳閘率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算的方法，為我國(guó)電氣化鐵路進(jìn)行有針對(duì)性地防雷設(shè)計(jì)與防雷改造帶來了非常大的困難。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)雷擊跳閘率的方法，使用該方法可以計(jì)算電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)每百公里的年感應(yīng)雷擊跳閘率、反擊跳閘率與繞擊跳閘率。
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)原理是利用傳統(tǒng)電氣幾何模型分析電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)的感應(yīng)雷擊、反擊、繞擊情況，其原理如附圖一所示。O為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別在橋面上以承力索、回流線位置為圓心，以雷電先導(dǎo)對(duì)承力索擊距r。、雷電先導(dǎo)對(duì)回流線擊距rg為半徑作弧線，再以雷電先導(dǎo)對(duì)大地?fù)艟鄏e作平行于大地的直線，分別相交于A、B、C點(diǎn)，其中H為高架橋?qū)Φ馗叨?，hg為回流線對(duì)高架橋面高度，h。為承力索對(duì)高架橋面高度，a為承力索到支柱內(nèi)側(cè)的距離，b為回流線到支柱內(nèi)側(cè)的距離。雷電落在A點(diǎn)左側(cè)時(shí)擊中地面，此時(shí)接觸網(wǎng)高壓導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，即發(fā)生感應(yīng)雷擊；雷電落在A、B兩點(diǎn)中間時(shí)，擊中接觸網(wǎng)的回流線，在接觸網(wǎng)高壓導(dǎo)線上產(chǎn)生反擊過電壓，即發(fā)生反擊；雷電落在B、C兩點(diǎn)中間時(shí)，擊中接觸網(wǎng)高壓導(dǎo)線，接觸網(wǎng)上產(chǎn)生繞擊過電壓，即發(fā)生繞擊；雷電落在C點(diǎn)右側(cè)時(shí)擊中地面，在接觸網(wǎng)高壓導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，即同樣發(fā)生感應(yīng)雷擊。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)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(shù)，包括高架橋?qū)Φ馗叨?，承力索、回流線對(duì)高架橋面高度，承力索、回流線到支柱內(nèi)側(cè)的距離，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(yùn)行電壓梯度，支柱接地電阻，支柱等效電感，雷電流波頭時(shí)間，電暈校正系數(shù)，支柱兩側(cè)相鄰回流線的電感并聯(lián)值等。
[0007]第二步，計(jì)算分界點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)，確定接觸網(wǎng)不同雷擊類型的影響區(qū)域。建立如附圖一所示的坐標(biāo)系，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為(xa, ya), B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為(xb, yb), C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為(xy。)。此時(shí)感應(yīng)雷擊對(duì)應(yīng)的區(qū)間為(-°°，xa)和(X。，+00 )，反擊對(duì)應(yīng)的區(qū)間為(xa，xb)，繞擊對(duì)應(yīng)的區(qū)間為(xb，x。)。根據(jù)各點(diǎn)的幾何關(guān)系，各點(diǎn)坐標(biāo)按以下算式確定:
【權(quán)利要求】
1.一種劃分電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)不同雷擊類型的影響區(qū)域的方法，其特征在于它包括以下步驟: 第一步，獲取電氣化鐵路線路參數(shù)，包括高架橋?qū)Φ馗叨龋辛λ?、回流線對(duì)高架橋面高度，承力索、回流線到支柱內(nèi)側(cè)的距離，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(yùn)行電壓梯度，支柱接地電阻，支柱等效電感，雷電流波頭時(shí)間，電暈校正系數(shù)，支柱兩側(cè)相鄰回流線的電感并聯(lián)值等； 第二步，計(jì)算分界點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo),計(jì)算公式如下:
2.一種測(cè)量電氣化鐵路單線高架區(qū)段接觸網(wǎng)雷擊跳閘率的方法，其特征在于它包括以下步驟: 第一步，基于權(quán)利要求1，獲取分界點(diǎn)A、B、C點(diǎn)的坐標(biāo)； 第二步，按照下式計(jì)算感應(yīng)雷擊跳閘率:
3.權(quán)利要求1中臨界點(diǎn)A、B、C坐標(biāo)計(jì)算公式中的擊距ι>ι.8、ι.ε可用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算:
4.權(quán)利要求1中感應(yīng)雷擊、反擊、繞擊跳閘率計(jì)算公式中的雷電流概率密度f(wàn)(I)還可用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算:
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103675506SQ201210382582
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】曹曉斌, 周利軍, 李瑞芳, 吳廣寧, 熊萬(wàn)亮, 朱軍, 高國(guó)強(qiáng), 高波 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué), 成都智源電氣有限責(zé)任公司