雷击高速铁路综合接地系统的冲击响应特性研究

发布时间：2017-11-19 16:04

本文关键词：雷击高速铁路综合接地系统的冲击响应特性研究

【摘要】：雷击故障严重影响着我国高速铁路的安全运营。雷击高速铁路时,雷电流通过综合接地系统散流,会使钢轨、贯通地线上的电位升高,导致与之相连的铁路沿线通信、信号等弱电设备损坏,严重时会造成行车事故及人员伤亡。为减少雷击故障造成的危害,急需研究综合接地系统的雷电冲击响应特性。我国高速铁路综合接地系统以贯通地线为主干,充分利用铁路沿线桥梁、隧道、接触网支柱基础等构筑物接地装置作为接地体,通过贯通地线将铁路沿线其他设施接地装置等电位连接在一起。综合接地系统结构复杂,且绵延几十公里,与电力系统的接地存在巨大差异。本文在CDEGS仿真平台中搭建了路基地段、桥梁段以及隧道段综合接地系统,通过大量的仿真计算,研究了综合接地系统的冲击响应特性。首先,计算了路基地段综合接地系统的工频接地电阻以及冲击接地电阻。发现其冲击接地电阻比其工频接地电阻大,且其工频接地电阻、冲击接地电阻随土壤电阻率的增大而成正比例增大。分析了雷击点不同时,雷电流在综合接地系统中的散流路径。其次,研究了路基段贯通地线和接触网支柱基础的散流效果,发现贯通地线的散流效果比接触网支柱基础的散流效果好,且在距离雷击点左右各250m的范围内,有80%以上的雷电流通过接地极流入了大地。再次,分析了影响路基段综合接地系统冲击响应的因素,其中土壤电阻率、雷击点位置、雷电流幅值将会严重影响钢轨及贯通地线的冲击响应电位幅值及安全距离,贯通地线半径对冲击响应的影响可以忽略。最后,研究了桥梁段、隧道段综合接地系统的雷电冲击响应特性。桥梁段钢轨及贯通地线上的冲击响应电位幅值及安全距离都比路基段的高。隧道段综合接地系统中钢轨及贯通地线上的冲击响应电位幅值呈现振荡现象,安全距离无法计算。本文的研究结果可为高速铁路综合接地系统的设计、施工提供参考。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U238;TM862

【参考文献】

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