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中外接觸網防雷狀況簡介
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  10月18日,習近平代表第十八屆中央委員會向第十九次全國代表大會作報告——

  加快建設創新型國家。

  創新是引領發展的第一動力,是建設現代化經濟體系的戰略支撐。要瞄準世界科技前沿,強化基礎研究,實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破。加強應用基礎研究,拓展實施國家重大科技項目,突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新,為建設科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字中國、智慧社會提供有力支撐。加強國家創新體系建設,強化戰略科技力量。深化科技體制改革,建立以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體系,加強對中小企業創新的支持,促進科技成果轉化。倡導創新文化,強化知識產權創造、保護、運用。培養造就一大批具有國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才、青年科技人才和高水平創新團隊。

  日本和德國是目前世界上高速鐵路相對較發達的國家,日本新干線是全世界第一條投入商業營運的高速鐵路系統。在電氣化鐵路防雷設計中,日本根據雷擊頻度和線路重要程度,將其防雷等級劃分為A、B、C三個區域,并規定了相應的防雷措施。A區為需全線架設避雷線的雷害嚴重區,屬于重要線路;B區為需對雷害場所、重點設備進行防雷保護,在特別需要的場所,沿接觸網架設避雷線,也屬于重要線路;A、B區避雷器設置在牽引變電所出口,接觸網隔離開關兩側,架空線與電纜連接處及架空線終端;C區為A、B區以外的區域,避雷器設置在牽引變電所出口,接觸網隔離開關兩側及架空線與電纜連接處。

  德國鐵路是歐洲鐵路中具有代表性的鐵路之一。實際測量結果表明,接觸網每百公里每年的可能遭受的雷擊次數僅為1次。由于雷擊次數少,因此,僅在雷害嚴重區段加裝避雷器,其他區段不設置避雷裝置。因歐洲整體雷電活動強度較弱,故歐洲國家鐵路防雷措施普遍較為簡單。

  我國客運專線以高架橋為主,接觸網遭受雷擊的概率較大。我國高速鐵路的接觸網防雷設計主要參考TB10621—2014《高速鐵路設計規范》和TB10009—2005《鐵路電力牽引供電設計規范》兩個標準。根據上述設計規范,通常在分相和站場端部絕緣錨段關節、長度2km及以上隧道的兩端、供電線上網點和需要重點防護的設備等多雷區及強雷區設置避雷器。在各牽引變電所、分區所和自耦變壓器(AT)所設獨立避雷針,但并未單獨架設避雷線以防止直擊雷。在《鐵路電力牽引供電設計規范》中,對于防雷接地方式有:

  (1)接觸網支柱宜利用回流線或保護線作閃絡保護地線的集中接地方式。

  (2)當成排支柱不懸掛回流線或保護線時,可增設架空地線實現集中接地;零散的接觸網支柱宜單獨設接地極接地(有信號軌道回路區段),或通過接地線直接接鋼軌(無信號軌道回路區段)。

  (3)對于鋼柱,回流線或保護線宜采用絕緣方式;對于鋼筋混凝土支柱,回流線或保護線宜采用不絕緣方式,并應與支柱內部接地鋼筋相連接。當設有綜合貫通地線時,回流線或保護線均宜采用不絕緣方式。

  (4)與回流線或保護線連接的吸上線在有信號軌道回路區段可直接接扼流變壓器線圈中性點,在無信號軌道回路區段可直接接鋼軌。

  (5)避雷器應設接地極實現工作接地。

  為了減輕雷電對接觸網造成的危害,科技工作者在分析國內外接觸網防雷情況的基礎上,引入了高速鐵路電氣幾何模型(EGM)。通過對模型的分析計算以及與現有防雷措施的比較,同時結合杭深高鐵杭州供電段的防雷現狀,提出了杭深高鐵杭州供電段接觸網防雷的改進措施,得出了杭州供電段每百公里每年的雷擊跳閘率,為杭州供電段制定相關防雷指標及改進方案提供了理論依據。

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