GB/T 37317-2019 轨道交通 直流架空接触网雷电防护导则

ICS29.280

S35

中华人民共和国国家标准

/—

GBT373172019

轨道交通

直流架空接触网雷电防护导则

—

Railwaalications

ypp

GuideforlihtninrotectionofDCoverheadcontactsstem

ggpy

2019-03-25发布2019-10-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT373172019

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4雷电活动表征……………3

5雷电防护原则……………3

6雷电防护措施……………4

7雷电防护措施实施………………………5

()………………

附录资料性附录架空地线和带外串联间隙金属氧化物避雷器工程安装示意图

A8

()…

附录资料性附录架空接触网采用架空地线防雷措施后雷击跳闸率计算结果

B10

()…………………

附录资料性附录雷电冲击接地装置工作原理与主要技术参数

C12

()……………

附录资料性附录带外串联间隙金属氧化物避雷器典型结构型式和主要技术参数

D14

参考文献……………………17

Ⅰ

/—

GBT373172019

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

本标准由国家铁路局提出。

(/)、

本标准由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会SACTC278全国雷电防护标准化技术

(/)。

委员会SACTC258归口

:、。

本标准负责起草单位天津中铁电气化设计研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司

:、、

本标准参加起草单位北京电力经济技术研究院国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司广

州地铁集团有限公司。

:、、、、、、、。

本标准主要起草人王立天陈维江沈海滨赵海军边凯向念文黄德亮王彦利

Ⅲ

/—

GBT373172019

轨道交通

直流架空接触网雷电防护导则

1范围

、。

本标准规定了城市轨道交通架空接触网雷电防护原则防护措施和实施方案

,

本标准适用于采用直流1500V牵引供电的城市轨道交通地面和高架区段架空接触网采用直流

750V及以下牵引供电的地面和高架区段架空接触网可参照执行。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/交流无间隙金属氧化物避雷器

GBT11032

/:

轨道交通地面装置直流开关设备第部分直流避雷器和低压限制器

GBT25890.55

/交流以上架空输电和配电线路用带外串联间隙金属氧化物避雷器()

GBT325201kVEGLA

/—交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

GBT500642014

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

云闪intra-clouddischare

g

、。

发生在同一云体内部不同云体之间的大气放电现象

3.2

地闪cloud-to-roundlihtninflash

ggg

云体与大地或地面物之间的大气放电现象。

:/—,。

注改写GBT21714.12015定义3.1

3.3

雷击lihtninstroke

gg

单次云地间的大气放电。

:/—,。

注改写GBT21714.12015定义3.4

3.4

雷电流lihtnincurrent

gg

流经雷击点的电流。

[/—,]

GBT21714.12015定义3.9

3.5

雷暴日thunderstormda

y

。,

某地区一年中的有雷天数一天中只要听到一次以上的雷声或看到一次以上的闪电就算一个雷

暴日。

1

/—

GBT373172019

:/—,。

注改写GBT196632005定义3.25

3.6

地闪密度roundflashdensit

gy

、。

每平方公里每年地面落雷次数

2

:/(·)。

注单位为次kma

[/—,]

GBT500642014定义2.0.5

3.7

反击backflashover

,。

雷击支柱或架空地线引起支柱顶电位抬升使接触网绝缘子地电位端对导线发生的闪络放电现象

:/—,。

注改写GBT2900.572008定义604-03-39

3.8

绕击shieldinfailureflashover

g

雷电绕过架空地线而击中导线的放电现象。

3.9

直击雷过电压directlihtninovervoltae

ggg

,。

雷电击中接触网雷电流通过击中物阻抗和接地电阻入地时在接触网中产生的瞬态过电压

3.10

雷电感应过电压lihtnin-inducedovervoltae

ggg

,

雷电击中接触网附近大地或者高耸物体通过静电感应和电磁感应在接触网导线上耦合出的瞬态

过电压。

3.11

雷击跳闸率lihtninoutaerate

ggg

,。

折算到一百公里正线长度接触网一年内因雷击故障引起牵引变电所开关跳闸的次数

:/(·)。

注单位为次100kma

3.12

附加馈线additionalfeeder

与接触线并行架设的起增加载流能力作用的导线。

3.13

架空地线overheadroundwire

g

连接接触网所有非带电金属体的接地保护导线。

:,。

注当考虑防雷作用时应使其对接触网导线构成有效屏蔽

1

:/—,。

注改写定义

2GBT2900.572008604-03-48

3.14

保护角shieldinanle

gg

架空地线和被保护导线间连线与架空地线对水平面的垂直线之间的夹角。

:/—,。

注改写GBT500642014定义2.0.10

3.15

金属氧化物避雷器metal-oxidesurearrester

g

、

由非线性金属氧化物电阻片串联或并联组成保护电气设备免受瞬态过电压危害并抑制续流的一

,/。

种电器结构上分有无串联放电间隙两种

:/—,。

注改写定义和

GBT2900.1220082.32.4

3.16

雷电冲击接地装置lihtninimulseroundindevice

ggpgg

,

一种可为雷电冲击电流提供对地泄放通道且具有隔离高架桥杂散电流收集网与大地的电气连通

2

/—

GBT373172019

作用的装置。

4雷电活动表征

4.1雷暴日和地闪密度

。,

雷电活动强度可用雷暴日和地闪密度表征雷暴日是对雷电活动强度的趋势性描述且无法区分

。。

云闪和地闪地闪密度直接描述雷电地闪活动强度

,

地闪是造成地面基础设施损毁的主要因素应采用地闪密度来分析城市轨道交通架空接触网雷击

故障和防雷性能。

。,()

地闪密度宜采用广域雷电地闪监测系统获得当缺乏广域雷电地闪监测数据时可通过式由雷

1

暴日近似换算得到。

1.3…………()

N0.023T1

=

gd

式中:

2

———,[/(·)];

Ng地闪密度单位为次每平方公里年次kma

———,()。

Td雷暴日单位为天d

4.2雷电流波形

,。、。

雷电流是单极性的脉冲波约90%的雷电流为负极性可用波头时间波长时间等参数表征波

,。

头时间是指雷电流从零上升到峰值的时间一般在1s~5s范围内波长时间是指雷电流从零上升

μμ

/,。

到峰值然后下降到峰值12的时间一般在20s~100s范围内

μμ

,/。

架空接触网雷击瞬态过程计算时雷电流波形可采用2.650s的双斜角波

μ

4.3雷电流幅值累积概率分布

,/—,

雷电流幅值概率分布存在地域差异按照GBT500642014规定我国大部地区雷电流幅值可用

(),、(

式所示的概率分布函数表示陕南以外的西北地区内蒙古自治区的部分地区平均年雷暴日在

220d

)()。

及以下雷电流幅值可用式所示的概率分布函数表示

3

I

…………()

lP=-2

g

88

I

…………()

lP=-3

g

44

式中:

———幅值大于或等于的雷电流出现概率;

PI

———,()。

I雷电流幅值单位为千安kA

5雷电防护原则

5.1无雷电防护措施时接触网雷击跳闸特性

(),

雷电击中架空接触网接触线包含承力索或附加馈线产生的直击雷过电压雷电击中架空接触网

,。

附近大地或高耸物体时在接触线和附加馈线上产生的雷电感应过电压均可造成绝缘闪络直击雷过

,,。

电压与雷电流幅值成正比关系雷电流幅值超过1kA时直击雷过电压即可造成绝缘闪络雷电感应

,,

过电压随着雷击点距离接触网距离的减小而增大随着大地土壤电阻率的增大而增大当距离与土壤电

,,,

阻率一定时雷电感应电压与雷电流幅值成正比雷电流幅值超过9kA时雷电感应过电压即可能造

成绝缘闪络。

3

/—

GBT373172019

表给出了典型架空接触网无雷电防护措施时的雷击跳闸率计算结果。

1

表1架空接触网无雷电防护措施时的雷击跳闸率

雷击跳闸率

大地土壤电阻率

次/(·)

100kma

·

Ωm

轨面高度0m轨面高度5m轨面高度10m轨面高度15m轨面高度20m

5028.5239.2748.6457.8467.10

10029.4940.0550.3359.1668.13

15030.3741.4552.2260.3870.44

20031.5042.8554.9263.6772.73

30035.7646.7557.2269.4579.11

50042.2254.7567.1879.4190.58

70049.8463.8577.0288.24103.46

100061.6674.1588.24100.56114.34

150075.2987.75100.79110.45128.74

200085.89100.25111.73124.47140.42

300096.89115.25130.95145.23160.22

2

:/(·),。

注表中数据对应雷电地闪密度为次折算到雷暴日约为雷击跳闸率与雷电地闪密度成

12.78kma40d

,。

正比例关系不同地闪密度对应的雷击跳闸率可在表中数据基础上进行折算获得

:,

注当实际大地土壤电阻率介于表中给定的两个数值之间时雷击跳闸率应取表中土壤电阻率高者对应的

2

数值。

: