高速铁路牵引网雷害风险评估方法
发布时间：2021-06-26 01:31
雷电灾害已成为威胁高速铁路运行安全的重要因素,建立科学、系统、规范的高铁牵引网雷电风险评估系统,合理有效地指导高铁牵引网的防雷设计、运行和改造,具有十分重要的必要性和紧迫性。为此基于风险管理的概念提出了高速铁路牵引网雷电风险评估方法,讨论了牵引网雷击损害风险源获取方法、牵引网雷击损害类型,提出了不同落点、不同雷电流雷击损害概率的计算方法和流程。提出采用雷击跳闸率作为表征雷害风险的指标,其数值等于风险源数量与雷击损害概率的乘积。通过设定风险评估等级划分标准,实现了雷害风险等级评估,并建立了全参数、全路段雷害风险量化评估流程。京沪高铁评估结果表明:2005—2013年沿线风险源特征具有明显差异性,各段地闪密度最大值约为最小值的6倍,从北往南雷电流幅值累积概率50%电流值从36.5 k A逐渐减小为22.1 k A;2005—2013年京沪高铁全线126网格段中A、B、C、D风险等级的网格段数量分别为24、38、45、19,20%网格段处在低雷害风险,15%网格段处在强雷害风险。所提出的方法可有效确定牵引网雷害风险水平和风险等级分布,发现雷害风险严重区段,为高速铁路牵引网防雷优化设计和运维检...
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
高铁牵引网雷击位置的电气几何模型解释Fig.2Lightningstrikepositioncalculatedbyelectricgeome-tricalmodelatthetractionelectricnetworkofhigh-speedrailway
示，如表1所示，其中Rs为风险参考标准。1.6雷害风险评估流程综合上述几节的分析，牵引网雷害风险评估流程如图5所示，分为4个部分：1）输入全参数：包括雷电参数、牵引网参数、地形地貌参数。其中雷电参数沿线各段地闪密度和雷电流幅值累积概率；牵引网参数包括各组成部分的3维几何结构参数、线路阻抗、接地电阻等电气参数以及绝缘配置；地形地貌参数包括沿线地形、高架桥高度、周围地貌及建筑物等。雷电参数可由雷电监测网监测数据统计得到，牵引网参数由设计或运行单位提供，地形地貌参数由设计或运行单位图4牵引网雷击损害概率计算流程图Fig.4Calculationflowchartoflightningdamageprobabilityfortractionelectricnetwork表1牵引网雷害风险评估等级划分标准Table1Partitioningcriterionofevaluationgradeoflightninghazardriskfortractionelectricnetwork风险指标[0,0.5Rs)[0.5Rs,1.0Rs)[1.0Rs,1.5Rs)[1.5Rs,∞)风险等级ABCD低风险中风险高风险强风险提供，或从3维地理信息系统(GIS)中获龋2）计算雷害风险指标：根据输入的各类参数，按照图4所示的牵引网雷击损害概率计算流程逐段计算各段直击损害概率、感应损害概率和总雷击损害概率。代入式(6)式(8)得到各段直击雷害风险指标、感应雷害风险指标、雷害风险指标。3）评估雷害风险等级：根据需要设定雷害风险评估等级划分标准，将2）中得到的各风险指标
0.0次/(km2·a)，其中111号网格为10.3次/(km2·a)，是全线最大值。参照国家电网公司发布的企业标准Q/GDW672—2011《雷区分级标准与雷区分布图绘制规则》，采用分级分色方式描述的京沪高铁沿线走廊地闪密度分布图如图7所示，由图7明显看出，走廊沿线各区段雷电活动频度差异较大，跨越了《铁路电力牵引供电设计规范》中描述的多雷区、高雷区和强雷区。分别对北京天津河北段、山东段、安徽段、江苏上海段以及全线的雷电流幅值If进行统计分析，拟合出的雷电流幅值累积概率P表达式如式(9)–式(13)所示：图5牵引网雷害风险评估流程图Fig.5Evaluationflowchartoflightninghazardriskfortrac-tionelectricnetwork图6京沪高铁沿线走廊2005—2013年平均地闪密度值Fig.6AveragegroundflashdensityalongtheBei-jing-ShanghaiHigh-SpeedRailwayfrom2005to2013北京天津河北段：f3.01()1()36.5PIII>=+(9)山东段：f2.41()1()28.5PIII>=+(10)安徽段：f2.01()1()24.0PIII>=+(11)
本文编号：3250354
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
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高铁牵引网雷击位置的电气几何模型解释Fig.2Lightningstrikepositioncalculatedbyelectricgeome-tricalmodelatthetractionelectricnetworkofhigh-speedrailway
示，如表1所示，其中Rs为风险参考标准。1.6雷害风险评估流程综合上述几节的分析，牵引网雷害风险评估流程如图5所示，分为4个部分：1）输入全参数：包括雷电参数、牵引网参数、地形地貌参数。其中雷电参数沿线各段地闪密度和雷电流幅值累积概率；牵引网参数包括各组成部分的3维几何结构参数、线路阻抗、接地电阻等电气参数以及绝缘配置；地形地貌参数包括沿线地形、高架桥高度、周围地貌及建筑物等。雷电参数可由雷电监测网监测数据统计得到，牵引网参数由设计或运行单位提供，地形地貌参数由设计或运行单位图4牵引网雷击损害概率计算流程图Fig.4Calculationflowchartoflightningdamageprobabilityfortractionelectricnetwork表1牵引网雷害风险评估等级划分标准Table1Partitioningcriterionofevaluationgradeoflightninghazardriskfortractionelectricnetwork风险指标[0,0.5Rs)[0.5Rs,1.0Rs)[1.0Rs,1.5Rs)[1.5Rs,∞)风险等级ABCD低风险中风险高风险强风险提供，或从3维地理信息系统(GIS)中获龋2）计算雷害风险指标：根据输入的各类参数，按照图4所示的牵引网雷击损害概率计算流程逐段计算各段直击损害概率、感应损害概率和总雷击损害概率。代入式(6)式(8)得到各段直击雷害风险指标、感应雷害风险指标、雷害风险指标。3）评估雷害风险等级：根据需要设定雷害风险评估等级划分标准，将2）中得到的各风险指标
0.0次/(km2·a)，其中111号网格为10.3次/(km2·a)，是全线最大值。参照国家电网公司发布的企业标准Q/GDW672—2011《雷区分级标准与雷区分布图绘制规则》，采用分级分色方式描述的京沪高铁沿线走廊地闪密度分布图如图7所示，由图7明显看出，走廊沿线各区段雷电活动频度差异较大，跨越了《铁路电力牵引供电设计规范》中描述的多雷区、高雷区和强雷区。分别对北京天津河北段、山东段、安徽段、江苏上海段以及全线的雷电流幅值If进行统计分析，拟合出的雷电流幅值累积概率P表达式如式(9)–式(13)所示：图5牵引网雷害风险评估流程图Fig.5Evaluationflowchartoflightninghazardriskfortrac-tionelectricnetwork图6京沪高铁沿线走廊2005—2013年平均地闪密度值Fig.6AveragegroundflashdensityalongtheBei-jing-ShanghaiHigh-SpeedRailwayfrom2005to2013北京天津河北段：f3.01()1()36.5PIII>=+(9)山东段：f2.41()1()28.5PIII>=+(10)安徽段：f2.01()1()24.0PIII>=+(11)
本文编号：3250354
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