[2]。日本通過這種方法在接觸網(wǎng)線路防雷上取得了優(yōu)異的成效，對(duì)于這種方法的實(shí)際應(yīng)用而介紹的很少，大多都是具體問題具體分析，采取不同的措施。2.1接觸網(wǎng)概述電氣化鐵路主要由接觸網(wǎng)及相應(yīng)的變配電部分組成，其作用是向行進(jìn)中的列車源源不斷的提供動(dòng)力來源。其中，接觸網(wǎng)是架設(shè)在鐵路線路上方及兩旁，通過架空的金屬線索承擔(dān)向電力機(jī)車或動(dòng)車組傳輸電能，同時(shí)也與后者的受電弓部分進(jìn)行直接接觸，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因?yàn)橐坏┙佑|網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)了設(shè)備問題,就會(huì)直接影響電力機(jī)車或動(dòng)車組的正常供電。2.1.1接觸網(wǎng)的基本組成接觸網(wǎng)是向電力機(jī)車或動(dòng)車組穩(wěn)定提供能源的沿鐵路線架設(shè)的一個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的總稱。該設(shè)備系統(tǒng)主要由四大系統(tǒng)構(gòu)成，下面就其構(gòu)成和作用作簡要說明。(1）支柱與基礎(chǔ)。它的功能是承擔(dān)其余部件的所有載荷，以及把上述零部件固定在設(shè)計(jì)好的位置上以滿足相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)。高速鐵路對(duì)支柱的需求是具有容量高、重量小、結(jié)構(gòu)簡潔、材料便宜、具有優(yōu)良的抗腐蝕能力及鋪設(shè)保養(yǎng)方便。根據(jù)功能的不同，支柱可分為中間柱、下錨柱、轉(zhuǎn)換柱、定位柱、道岔柱、中心柱、軟硬橫跨及橋梁柱等。支柱的類型主要有H型鋼柱、環(huán)形等徑預(yù)應(yīng)力混凝土柱及鋼管支柱。(2）接觸懸掛。其組成主要包括接觸線、承力索、吊弦以及各種線夾與固定這些設(shè)備的配件等。上述設(shè)備通過一定的形式和結(jié)構(gòu)被安裝固定在支柱上用于實(shí)現(xiàn)其功能。據(jù)當(dāng)前世界各國的研究，接觸懸掛的結(jié)構(gòu)分許多種類，根據(jù)安裝形式可進(jìn)行劃分為簡單鏈型懸掛、彈性鏈型懸掛及復(fù)鏈型懸掛。(3）支撐裝置。其作用主要是作為連接支柱與接觸線索的部分，將接觸線索及連接部件的載荷轉(zhuǎn)移至接觸網(wǎng)支柱及基礎(chǔ)，確保整個(gè)接觸線索能保持在設(shè)計(jì)好的固定位置上，滿足相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)要求。其形式可根據(jù)所處的位置以及滿足某些功能而不僅相同,如在海邊需要抵抗臺(tái)風(fēng)可使用整體式腕臂、在高速線路上則采用鋁合金形式等等。該部分系統(tǒng)一般包括支撐腕臂、懸式絕緣子串、拉桿或壓管、棒式絕緣子、支撐管及與上述部件連接的其他配件等設(shè)備。(4）定位裝置。其作用主要是將接觸線的位置限制在規(guī)范或設(shè)計(jì)需要的范圍內(nèi)，使接觸線呈“之”字型布置，以滿足電力機(jī)車或動(dòng)車組的受電弓均勻磨耗的要求，同時(shí)將接觸線所受的載荷通過支持裝置傳遞給支柱及基礎(chǔ)。2.1.2接觸網(wǎng)要求接觸網(wǎng)由于在自然環(huán)境下暴露使用，工作條件較為惡劣，且受限于技術(shù)及費(fèi)用不可能有后備系統(tǒng)，這就要求接觸網(wǎng)若要能夠保障列車正常運(yùn)行的需求,就必須達(dá)到下列條件:(1）滿足電力機(jī)車或動(dòng)車組在設(shè)計(jì)速度或者極端天氣下受電弓能正常受電，要求接觸網(wǎng)必須結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(2）為了便于后期運(yùn)營和維護(hù)，其設(shè)備及零部件需有較高可替換性，型號(hào)制式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，同時(shí)具有較高的硬度（耐磨）及耐腐蝕能力，以及有比較高的設(shè)備壽命，同時(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單。(3）必須具有較好的電氣絕緣性能，能滿足在極端天氣或惡劣條件下的絕緣防護(hù)要求，提高其可靠性。(4）盡可能的減少工程造價(jià)，本著節(jié)約資源的角度出發(fā)，節(jié)省有色金屬材料使用。根據(jù)接觸網(wǎng)的以上特點(diǎn)，可以看出接觸網(wǎng)要在自然條件下運(yùn)行，有時(shí)會(huì)伴隨惡劣天氣條件，但無論是什么情況，都需要保證其能具有良好、平穩(wěn)的對(duì)電力機(jī)車及動(dòng)車組進(jìn)行供電，從而確保電力機(jī)車及動(dòng)車組能在功率穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行,確保列車有序、安全運(yùn)行。2.1.3弓網(wǎng)關(guān)系特性弓網(wǎng)的幾何關(guān)系正確是二者能夠安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路體系中直接與列車接觸的設(shè)備，因此二者的相互關(guān)系決定著電能供應(yīng)的品質(zhì)與穩(wěn)定。一方面，接觸網(wǎng)需要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能保證在長期與受電弓滑動(dòng)接觸的過程中仍能保持足弓的強(qiáng)度。另一方面，由于涉及電能的穩(wěn)定供應(yīng)，接觸網(wǎng)的電氣性能，包括載流能力、電氣回路等都需要充分考慮。因此，二者構(gòu)成的系統(tǒng)是涉及多個(gè)學(xué)科專業(yè)的復(fù)雜體系，加上其特殊的工作環(huán)境,需要從各方面因素出發(fā),綜合起來考慮。高速運(yùn)行下列車的受電特點(diǎn)1）高速運(yùn)行的動(dòng)車組由于比普通電力機(jī)車行駛速度要快得多，所以受電弓與接觸線的相對(duì)摩擦阻力也會(huì)相應(yīng)增加，進(jìn)而引起弓網(wǎng)體系的波動(dòng)特性產(chǎn)生變化。2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)原理可知，在列車以較高速度行進(jìn)的過程中，其受到的阻力大小和速度的平方成正線性關(guān)系，故列車在以較高速度行進(jìn)時(shí)遭受的阻力更大。(2）弓網(wǎng)關(guān)系高速運(yùn)行的動(dòng)車組受電過程是由受電弓與其上方的接觸網(wǎng)供電線索通過直接物理接觸實(shí)現(xiàn)的，所以弓網(wǎng)關(guān)系的和諧與否是能決定動(dòng)車組能否正常進(jìn)行受電。弓網(wǎng)關(guān)系的可靠程度越高，那么高速行駛的列車穩(wěn)定受流的可靠性也就越高。接觸網(wǎng)的根本作用是將地方轉(zhuǎn)化而來的適用于列車使用的電能經(jīng)過受電弓供給電力機(jī)車或動(dòng)車組使用，所以在高速行駛下的列車則對(duì)接觸網(wǎng)提出了更高的工作條件:在高速行駛的條件下應(yīng)可以保持正常供電;接觸網(wǎng)的各線索及各配件應(yīng)當(dāng)具有相當(dāng)高的硬度和耐腐蝕特性;接觸網(wǎng)的設(shè)置及安裝形式在高速行駛下應(yīng)有更高的設(shè)計(jì)理念和要求;當(dāng)前在普速鐵路中采用的懸掛形式均已不適用于高速鐵路的開行，需要利用其它更適合高速鐵路運(yùn)行的懸掛方式。2.2防雷設(shè)備信息時(shí)代發(fā)展下，電腦網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備越來越精密，其工作環(huán)境的要求也越來越高，而雷電以及大型電氣設(shè)備的瞬間過電壓會(huì)越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號(hào)收發(fā)設(shè)備等線路侵入室內(nèi)電氣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)傳輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)損失。防雷設(shè)備就是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。2.2.1避雷針（線） 為了保護(hù)電氣設(shè)備，避免受雷直擊，通常采用避雷針或避雷線。避雷針一般用于保護(hù)發(fā)電廠、變電所，避蠻線上要用于保護(hù)輸電線，也可以用于保護(hù)發(fā)電廠、變電所。一、避雷針和避雷線的結(jié)構(gòu)避雷針由接閃器(針頭)、接地引下線和接地體3部分組成。接閃器可用直徑10～20mm、長1～2m的圓鋼作成；接地引下線可用厚不小于4mm、寬不小于20mm的扁鋼作成，也可利用鋼筋混凝土桿內(nèi)的鋼筋或鐵塔本身作為引下線：接地體可用幾根2.5m長的角鋼或鋼管打入地中構(gòu)成，接地引下線與接閃器、接地體之間，以及引下線本身的接頭，都應(yīng)可靠連接，連接處不允許用絞合的辦法，必須用燒焊或線夾、螺栓進(jìn)行連接。避雷線(又稱架空地線)也是由3部分組成；懸掛在空中的導(dǎo)線(接閃器)，接地引下線，接地體。用作接閃器的導(dǎo)線一般采用不小于35mm'的鍍鋅鋼絞線。對(duì)接地引下線和接地體的要求與避雷針的相同。二、避雷針和避雷線的保護(hù)原理避雷針(線)高于被保護(hù)設(shè)備，其作用是吸引雷擊在避雷針(線)上，并將雷電流泄入大地，從而保護(hù)設(shè)備免受雷直擊。因此，避雷針(線)實(shí)為“引雷”針(線)。我們知道，在雷電先導(dǎo)放電的開始階段，由于先導(dǎo)通道離地面較高，因此先導(dǎo)發(fā)展的方向不受地面物體的影響。但當(dāng)先導(dǎo)發(fā)展到離地面一定高度(即定向高度)時(shí)，地面上高聳的避雷針(線)就會(huì)影響先導(dǎo)的發(fā)展方向，使先導(dǎo)向避雷針(線)定向發(fā)展。這是由于避雷針(線)較高，并且具有良好的接地，在避雷針(線)上因靜電感應(yīng)而積聚了與先導(dǎo)通道極性相反的電荷，使先導(dǎo)通道與避雷針(線)間的電場(chǎng)顯著增強(qiáng)，從而將先導(dǎo)放電的路徑引向避雷針(線)，并繼續(xù)發(fā)展，直到對(duì)避雷針(線)發(fā)生主放電[雷擊中避雷針(線)]。這樣，在避雷針(線)附近、特別是在下方的物體受雷直擊的可能性就顯著降低，并且距離避雷針(線]越近、越下方的物體受雷直擊的可能性就越小，即受到了避雷針(線)的保護(hù)。三、避雷針和避雷線的保護(hù)范圍由前述，受避雷針(線)保護(hù)的空間是有一定范圍的。避雷針(線)的保護(hù)范圍通常是利用模擬實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來確定的。由于雷電的路徑受很多偶然因素的影響，因此，要保證被保護(hù)物絕對(duì)不受雷擊是不可能的。一般保護(hù)范圍是指只有01%左右雷擊概率的空間范圍，即被保護(hù)物處于保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，受雷直擊的可能性只有干分之一左右。2.2.2避雷器 一、保護(hù)間隙保護(hù)間隙(又稱角隙避雷器)由角型間隙、支持瓷瓶、支持鋼管及底座組成，常用的角型保護(hù)間隙如圖5-17所示。它有兩個(gè)空氣間隙：主間隙和輔助間隙。主間隙由角型或棒形電極組成；為防止主間隙被外物(如鳥類)短路引起誤動(dòng)作，還串有輔助間隙。保護(hù)間隙與被保護(hù)設(shè)備相并聯(lián)。為使被保護(hù)設(shè)備得到可靠保護(hù)，保護(hù)間隙的伏秒特性上限應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備絕緣的伏秒特性下限，并有一定的間隔(安全裕度)。當(dāng)雷電波侵入時(shí)，間隙擊穿，工作母線接地釋放電流，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高，從而保護(hù)了設(shè)備；過電壓消失后，間隙中仍有由工作電壓所產(chǎn)生的工頻續(xù)流，此續(xù)流就是保護(hù)間隙安裝處的短路電流，這時(shí)工頻續(xù)流電弧在電動(dòng)力和上升的熱氣流作用下，沿著開放的角型電極向外拉長，弧柱迅速變細(xì)并在大氣中冷卻而熄滅，于是系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。保護(hù)間隙能夠限制過電壓，并且結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉。但它的氣隙結(jié)構(gòu)所形成的是不均勻電場(chǎng)，伏秒特性較陡，易與被保護(hù)設(shè)備絕緣的伏秒特性相配合；動(dòng)作后形成截波，對(duì)設(shè)備的練絕緣威脅較大；間隙的熄弧能力不穩(wěn)定，有時(shí)甚至不能自動(dòng)熄弧，引起斷路器跳閘。通常，保護(hù)間隙需與重合閘裝置配合使用。二、管型避雷器管型避雷器實(shí)質(zhì)上是一種具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙，其原理結(jié)構(gòu)如圖5-18所示。產(chǎn)氣管由纖維、塑料或橡膠等產(chǎn)氣材料制成。管型避雷器有兩個(gè)互相串聯(lián)的間隙，一個(gè)在大氣中，稱為外間隙S2，由棒、棒電極組成，其作用是隔離工作電壓，避免產(chǎn)氣管被工頻電流燒壞，以及由于產(chǎn)氣管受潮等原因發(fā)生沿面閃絡(luò)而引起誤動(dòng)作；另一個(gè)間隙裝在管內(nèi)，稱為內(nèi)間隙或滅弧間隙S1，由環(huán)形電極和棒形電極組成。在正常情況下，管型避雷器利用內(nèi)、外間隙使電網(wǎng)與大地隔開，避雷器中無電流流通。當(dāng)大氣過電壓波傳來，且達(dá)到避雷器的沖擊放電電壓時(shí)，內(nèi)、外間隙同時(shí)擊穿，工作母線接地釋放電流，限制被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高，保護(hù)了設(shè)備絕緣。當(dāng)過電壓消失后，間隙中仍有由工作電壓所產(chǎn)生的工頻續(xù)流，它就是管型避雷器安裝處的短路電流，工頻續(xù)流電弧的高溫使產(chǎn)氣管的產(chǎn)氣材料分解出大量的氣體，管內(nèi)氣壓急劇升高(可達(dá)數(shù)十甚至上百個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，氣體在高壓力作用下由環(huán)形電極的噴氣口噴出，形成強(qiáng)烈的縱吹作用，從而使工頻續(xù)流在第一次過零時(shí)就被吹滅，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。管型避雷器的熄弧能力與頻續(xù)流的小有關(guān)。為了熄滅工頻續(xù)流，管型避雷器必須有足夠的氣體。但是，若續(xù)流過大，產(chǎn)生的氣體過多，管內(nèi)氣壓太高，超過管型避雷器的機(jī)械強(qiáng)度，將造成管型避雷器爆炸；反之，若續(xù)流過小，產(chǎn)氣過少，管內(nèi)氣壓太低，又不足以熄弧。因此，管型避雷器所能熄滅的工頻續(xù)流有上、下限，通常在其型號(hào)中表明，例如GXS35/0.7-3，即表示該避雷器的額定電壓為35kV，可切斷的續(xù)流在0.7～3kA(有效值)范圍內(nèi)。由于管型避雷器中所流通的工頻續(xù)流就是其安裝處的短路電流，因此，在使用管型避雷器時(shí)，必須核算其安裝點(diǎn)在各種運(yùn)行情況下短路電流的最大值和最小值，其熄弧電流的上、下限應(yīng)分別大于和小于安裝點(diǎn)短路電流的最大值和最小值。管型避雷器的熄弧能力還與產(chǎn)氣管的材料、內(nèi)徑、內(nèi)間隙的距離等因素有關(guān)。產(chǎn)氣管的內(nèi)徑大小，影響產(chǎn)氣量的多少。內(nèi)徑越小，電弧與內(nèi)壁越容易接觸，便于產(chǎn)生氣體。當(dāng)管型避雷器動(dòng)作多次后，由于管壁材料的消耗，管壁變薄，內(nèi)徑將逐漸增大。通常當(dāng)內(nèi)徑增大20%~25%，就不能再繼續(xù)使用了。管型避雷器在使用中存在的主要問題：放電分散性較大伏秒特姓較陸，而一般電氣設(shè)備(例如變壓器)絕緣的伏秒特性較平，不容易配合；動(dòng)作后工作母線直接接地產(chǎn)生截波，對(duì)變壓器的縱絕緣不利；放電特性受大氣條件的影響較大等。由于使用中存在這些問題，所以管型避雷器目前只用于變電所進(jìn)線保護(hù)和線路絕緣薄弱處的保護(hù)。三、閥型避雷器普通閥型避雷器由密封在瓷套中的放電間隙和非線性電阻串聯(lián)構(gòu)成，放電間隙由多個(gè)統(tǒng)一規(guī)格的單個(gè)間隙串聯(lián)而成，非線性電阻也是由多個(gè)非線性電阻盤串聯(lián)而成。非線性電阻又稱為閥片電阻或閥片，它的電阻值與流過的電流有關(guān)，電流越大電阻越小，電流越小電阻越大。在系統(tǒng)正常工作時(shí)，放電間隙將閥片電阻與工作母線隔開，以免由于工作電壓在閥片電阻中產(chǎn)生的電流將閥片燒壞。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓，且幅值超過間隙的放電電壓時(shí)，間隙被擊穿，沖擊電流通過閥片電阻流入大地；由于閥片電阻的非線性特性，其電阻值在流過很大的沖擊電流時(shí)變得很小，因此在閥片上產(chǎn)生的壓降(稱為殘壓)將受到限制，只要此殘壓值低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓值，設(shè)備就得到保護(hù)。當(dāng)過電壓消失后，由工作電壓所產(chǎn)生的工頻續(xù)流仍將繼續(xù)流過避雷器，而續(xù)流值遠(yuǎn)比沖擊電流小，因此閥片電阻值變得很大，進(jìn)一步限制了工頻續(xù)流的數(shù)值，使間隙能在工頻續(xù)流第一次過零時(shí)就將電弧切斷，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。3.1耐雷水平計(jì)算模型3.1.1.1計(jì)算條件廣州地鐵十四號(hào)線的一期線路全長有54.3km，其中地下線長23.3km，地上線長31.0km，設(shè)13座車站，其中地下站6座，高架站7座，換乘站2座；平均站間距4453m，最大站間距5690m。支柱距離平均為45m，每隔200m架空地線經(jīng)間隙接地，接觸網(wǎng)經(jīng)避雷器接地，架空地線到橋面的距離和支柱高度相等為7.2m；接觸網(wǎng)到橋面的距離為5.6m；高架橋的高度為8m。3.1.1.2地鐵接觸網(wǎng)過電壓防護(hù)模型1）雷電流模型本文的雷電流波形為斜角波,雷電流的波頭為1.2μs。波尾為50μs，雷電通道波阻抗為400Ω。2）接觸網(wǎng)模型是由于雷電流波形中含有大量的高次諧波,而線路的參數(shù)隨頻率變化較大，不同頻率的諧波分量在線路中衰減不同。因此本文線路模型中的接觸網(wǎng)采用頻率相關(guān)模型，即線路采用LCC模型中J.Marti參數(shù)模型。 3）避雷器模型該地鐵采用的是無間隙的氧化鋅避雷器，避雷器型號(hào)為YH10WL-2.0/4.8的，避雷器的主要參數(shù)下表1。根據(jù)表1的避雷器特性曲線圖，利用matlab擬合曲線，用此來獲得伏安特性曲線的7個(gè)點(diǎn)。再利用ATP-EMTP平臺(tái)，將MOV避雷器模型通過幅值為10kA、波形為8/20μs標(biāo)稱電流進(jìn)行校驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)的模擬之后，得到圖1的避雷器伏安特性曲線。表1YH10WL-2.0/4.8避雷器主要參數(shù)系統(tǒng)額定電壓/kV1.5避雷器額定電壓/kV2.0避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓/kV2.0直流1mA參考電壓2.7雷電電流殘壓/kV≤4.8安裝方式M10螺釘外殼材料硅橡膠標(biāo)稱放電電流/A10000圖1避雷器伏安特性曲線3.2城市軌道交通接觸網(wǎng)耐雷水平分析研究雷電現(xiàn)象在我國部分地區(qū)表現(xiàn)的極為頻繁，由此產(chǎn)生的雷電過電壓可以達(dá)到有數(shù)百萬伏，軌道交通系統(tǒng)電氣設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)和損壞，導(dǎo)致停電。由雷擊引起的閃電中有90%是由直擊閃電引起的，而感應(yīng)閃電只占3%到5%。由于地鐵高架線路是外露線路，易受雷擊，因此有必要對(duì)其抗雷擊性能進(jìn)行研究。3.2.1地鐵耐雷水平分析通過地鐵接觸網(wǎng)的過電壓保護(hù)的仿真分析和評(píng)價(jià)模型，分析了地鐵接觸網(wǎng)遭雷擊接地和雷擊接觸網(wǎng)兩種情況。架空接地線被雷擊時(shí)，線路的最小抗雷擊等級(jí)為2.5kA，接觸網(wǎng)被雷擊時(shí)，線路的最小抗雷擊等級(jí)為1.6kA。接觸網(wǎng)被雷擊時(shí)，避雷器和接入點(diǎn)的防雷水平高于無保護(hù)裝置線路的防雷水平。架空地線的防雷水平高于接觸網(wǎng)的防雷水平。這主要是由于架空地線的導(dǎo)流作用，減少了雷電電流對(duì)接觸網(wǎng)的影響。因此，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的雷電阻值變化較大，在接地點(diǎn)處雷電阻值較高，而在非接地處雷電阻值較低。為了探索提高地鐵線路抗雷擊水平的架設(shè)方法，研究了不同的避雷器安裝方法和?？康攸c(diǎn)對(duì)地鐵線路抗雷擊水平的影響。3.2.2避雷器架設(shè)效果分析首先我們定義了以下幾種避雷器架設(shè)方式：現(xiàn)有避雷器架設(shè)方式：每隔200m架設(shè)一個(gè)避雷器；間隔避雷器架設(shè)方式—在現(xiàn)有架設(shè)避雷器方式下多架設(shè)一個(gè)避雷器；不加避雷器架設(shè)方式：全線均不設(shè)置避雷器，；全部加避雷器假設(shè)方式：每個(gè)支柱均加裝避雷器；間隔加避雷器和接地方式:在間隔避雷器架設(shè)方式下，在避雷器安裝點(diǎn)同時(shí)架空地線接地。每種避雷器架設(shè)方式下要采用200m支柱接地。雷擊架空地線情況：現(xiàn)有的防雷接地方式下線路最低耐雷水平為2.5kA，間隔加裝避雷器線路最低耐雷水平為3.8kA，不加避雷器最低耐雷水平為2.5kA，全部加避雷器時(shí)最低耐雷水平為140kA，間隔加裝避雷器同時(shí)接地線路最低耐雷水平為4.1kA。將所得結(jié)果繪制成表2。表2雷擊架空地線時(shí)，不同避雷器架設(shè)方式的耐雷水平避雷器方式現(xiàn)有避雷器架設(shè)方式間隔加避雷器不加避雷器全部加避雷器間隔加避雷器和接地耐雷水平2.53.82.51404.1雷擊接觸網(wǎng)情況：現(xiàn)有的防雷接地方式下線路最低耐雷水平為1.6kA，間隔加裝避雷器線路最低耐雷水平為2.7kA，不加避雷器最低耐雷水平為1.1kA，全部加避雷器時(shí)最低耐雷水平為140kA，間隔加裝避雷器同時(shí)接地線路最低耐雷水平為2.9kA。將所得的結(jié)果繪制成表3表3雷擊接觸網(wǎng)時(shí)，不同避雷器架設(shè)方式的耐雷水平避雷器方式現(xiàn)有架設(shè)方式間隔加避雷器不加避雷器全部加避雷器間隔加避雷器和接地耐雷水平1.62.71.11402.9采用避雷器對(duì)避雷網(wǎng)進(jìn)行防雷，提高防雷水平是明顯的。設(shè)置避雷器的效果是最好的，但是設(shè)置避雷器的成本較高，故障率會(huì)上升，所以不使用。綜合考慮避雷器的安裝情況是:在避雷器中部安裝并接地或在避雷器中部單獨(dú)安裝。3.2.3接地點(diǎn)架設(shè)效果分析我們還定義了以下支柱接地方法：現(xiàn)有支柱接地方式：每隔200m讓支柱接地，間隔支柱接地：在現(xiàn)有架設(shè)接地方式下多架設(shè)一個(gè)接地點(diǎn)，不接地：全線支柱均不設(shè)置接地點(diǎn)，全部接地：每個(gè)支柱均接地，間隔加避雷器和接地—在間隔支柱接地方式下，在接地點(diǎn)同時(shí)安裝避雷器。每種接地架設(shè)方式下均采用現(xiàn)有的200m加裝避雷器。雷擊架空地線情況：現(xiàn)有的防雷接地方式下線路最低耐雷水平為2.5kA，間隔加裝接地點(diǎn)線路最低耐雷水平為3.9kA，不加接地最低耐雷水平為2.2kA，全部接地最低耐雷水平為9.8kA間隔加裝避雷器同時(shí)接地線路最低耐雷水平為4.1kA。將所得的結(jié)果繪制成表4。表4雷擊架空地線時(shí)，不同接地點(diǎn)架設(shè)方式的耐雷水平避雷器方式現(xiàn)有架設(shè)方式間隔加避雷器不加避雷器全部加避雷器間隔加避雷器和接地耐雷水平2.53.92.29.84.1雷擊接觸網(wǎng)情況：現(xiàn)有的防雷接地方式下線路最低耐雷水平為1.6kA，間隔加裝接地點(diǎn)線路耐雷水平為1.8kA，不加接地點(diǎn)最低耐雷水平1kA，全部接地最低耐雷水平為2.1kA；間隔加裝避雷器同時(shí)接地線路最低耐雷水平為2.9kA。將所得的結(jié)果繪制成表5表5雷擊接觸網(wǎng)時(shí)，不同接地點(diǎn)架設(shè)方式的耐雷水平避雷器方式現(xiàn)有架設(shè)方式間隔加避雷器不加避雷器全部加避雷器間隔加避雷器和接地耐雷水平1.61.812.12.9接地點(diǎn)的使用對(duì)雷擊架空地線，提高防雷水平較明顯。綜合考慮接地情況為：全部接地的雷擊架空地線耐雷水平提高較高，但對(duì)改善接觸網(wǎng)防雷雷水平不明顯。采用間隔架設(shè)避雷器并接地對(duì)接觸網(wǎng)和架空地線耐雷水平提高效果較好。3.3結(jié)論通過仿真研究了地鐵高架段的防雷水平，討論了不同的接地和避雷器安裝方法對(duì)其防雷水平的影響，得出以下結(jié)論：在地鐵高架橋路段，接地、避雷器安裝點(diǎn)的防雷等級(jí)較高，無防護(hù)裝置的防雷等級(jí)較低。架空地線的防雷水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接觸網(wǎng)的防雷水平。避雷器對(duì)雷擊接觸網(wǎng)的防雷效果明顯提高，對(duì)雷電架空接地線的接地效果明顯。4防雷措施4.1設(shè)置并盡可能抬高架空地線有研究表明架空地線不僅可以作為閃絡(luò)通道對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)起到保護(hù)作用,升高架空地線還能夠尸生類似于避雷針的接閃效果在一定程度上減少直擊雷直接擊中接觸網(wǎng)導(dǎo)線的概率。除對(duì)架空地線進(jìn)行抬高以外架空地線與承力素、接觸線在水平面上的相對(duì)位置對(duì)其防護(hù)范圍來說也非常關(guān)鍵。以往.電力部門經(jīng)常采用折線法”、“保護(hù)角”等概念對(duì)避雷線的防護(hù)范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。而自上世紀(jì)80年代開始，世界上大多數(shù)國家均采用IEC(國際電工委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的“滾球法計(jì)算保護(hù)范圍。近些年我國在新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)中也逐漸接受了“滾球法。采用“滾球法"校驗(yàn)架空地線的防護(hù)范圍通過校驗(yàn)結(jié)果來調(diào)整架空地線與接觸線、承力索的空間位置以加強(qiáng)接觸網(wǎng)抵御直電的能力,不失為-種好的有效的防雷方案。4.2減小接地電阻與接地間距有關(guān)文前對(duì)接地電阻與虢雪水平之的關(guān)系進(jìn)行了付真研京不論雷被滾歧形知網(wǎng)窋戰(zhàn)線知?jiǎng)├姿降碾纳馅柨菽淼仉娦竦乃鴾I臟埠睡。此外減公接劉電阻目暫忒勵(lì)動(dòng)雪畫頁擊也有一定的朗規(guī)。建截上落擂百鸛的淪晉繳隊(duì)}友柱雖姣吱拍排輔埔褸好下殘的電感支柱接地電阻上的壓降、柱頂?shù)碾娢豢赡苓_(dá)到足以使線路絕緣發(fā)生反擊的數(shù)值，但是即使這樣仍會(huì)造成停電事故。所以,在成本不增加很多的前提下可以考慮盡量減小接地電阻值,以減小雷電反擊發(fā)生的幾率。當(dāng)接地電阻值為100時(shí),50kA的雷電流通過支柱，將抬高電位至500kV左右,大大超過腕臂絕緣子的耐壓水平,極有可能使絕緣子發(fā)生閃絡(luò)甚至造成絕緣子損壞。而當(dāng)接地電阻值小于2Q時(shí)同樣程度的雷擊所帶來的電位升高小于300kV.則在絕緣子承受范圍以內(nèi)。在土壤電阻率較低的地區(qū),用橋墩作為基礎(chǔ)接地體時(shí)，接地電阻值應(yīng)盡量降低。運(yùn)營中可有效減少絕緣子閃絡(luò)的發(fā)生概率,在防雷重點(diǎn)區(qū)域，還可考慮適當(dāng)縮小接觸網(wǎng)系統(tǒng)的接地間距。為解決防雷與雜散電流防護(hù)在接地方面的矛盾，在高架段每個(gè)接地點(diǎn)處均設(shè)置電壓均衡器。該設(shè)備能夠防止雜散電流向外部擴(kuò)散,同時(shí)在發(fā)生雷擊事故時(shí)，能瞬時(shí)短接接觸網(wǎng)接地側(cè)設(shè)備和橋墩地網(wǎng)的連通。4.3適當(dāng)提高絕緣子絕緣等級(jí)從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，在重點(diǎn)區(qū)域可考慮提高絕緣等級(jí)。其中導(dǎo)線終端下錨處是相對(duì)重要的部位，下錨絕緣子-旦被雷電穿斷裂.會(huì)導(dǎo)致與斷線相同的后果，影響面較大,恢復(fù)時(shí)間較長。因此,重點(diǎn)區(qū)域提高絕緣等級(jí)應(yīng)采取差異化