雷擊高速鐵路綜合接地系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)特性研究.pdf

1、雷擊故障嚴(yán)重影響著我國(guó)高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。雷擊高速鐵路時(shí)，雷電流通過(guò)綜合接地系統(tǒng)散流，會(huì)使鋼軌、貫通地線上的電位升高，導(dǎo)致與之相連的鐵路沿線通信、信號(hào)等弱電設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成行車事故及人員傷亡。為減少雷擊故障造成的危害，急需研究綜合接地系統(tǒng)的雷電沖擊響應(yīng)特性。
　　我國(guó)高速鐵路綜合接地系統(tǒng)以貫通地線為主干，充分利用鐵路沿線橋梁、隧道、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)等構(gòu)筑物接地裝置作為接地體，通過(guò)貫通地線將鐵路沿線其他設(shè)施接地裝置等電位連接在一

2、起。綜合接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且綿延幾十公里，與電力系統(tǒng)的接地存在巨大差異。
　　本文在CDEGS仿真平臺(tái)中搭建了路基地段、橋梁段以及隧道段綜合接地系統(tǒng)，通過(guò)大量的仿真計(jì)算，研究了綜合接地系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)特性。首先，計(jì)算了路基地段綜合接地系統(tǒng)的工頻接地電阻以及沖擊接地電阻。發(fā)現(xiàn)其沖擊接地電阻比其工頻接地電阻大，且其工頻接地電阻、沖擊接地電阻隨土壤電阻率的增大而成正比例增大。分析了雷擊點(diǎn)不同時(shí)，雷電流在綜合接地系統(tǒng)中的散流路徑。其次，研究

3、了路基段貫通地線和接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)的散流效果，發(fā)現(xiàn)貫通地線的散流效果比接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)的散流效果好，且在距離雷擊點(diǎn)左右各250m的范圍內(nèi)，有80％以上的雷電流通過(guò)接地極流入了大地。再次，分析了影響路基段綜合接地系統(tǒng)沖擊響應(yīng)的因素，其中土壤電阻率、雷擊點(diǎn)位置、雷電流幅值將會(huì)嚴(yán)重影響鋼軌及貫通地線的沖擊響應(yīng)電位幅值及安全距離，貫通地線半徑對(duì)沖擊響應(yīng)的影響可以忽略。最后，研究了橋梁段、隧道段綜合接地系統(tǒng)的雷電沖擊響應(yīng)特性。橋梁段鋼軌及貫通地線上的