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城市轨道交通防雷技术研究与应用

成果登记号: 中气科成登[2016]0002
成果名称: 城市轨道交通防雷技术研究与应用
第一完成单位: 北京市避雷装置安全检测中心
研究时间: 2012-03  至  2014-03
研究领域: 应用气象
成果分类: 应用技术类
成果形式: 软件;方法  
来源计划: 其他(北京市气象局科研研发专项)
成果简介: 城市轨道交通以其快捷、准时、舒适、运行能力强等特点逐步得到人们的认可,全国已经建设多条轨道交通线。城市轨道交通系统是人员密集、高科技控制系统集中的交通运营项目,对于雷电活动影响非常敏感,轨道交通线路遭受雷击的事故时有发生,其中轨道线高架站更容易遭雷击,所以研究轨道交通的防雷技术非常重要。
1. 轨道交通高架站雷击磁场模拟分析
利用有限元法(FEM)模拟得到地铁高架站遭受雷击时磁场空间分布,可直观具体得到雷击高架站时磁场大小,方便分析磁场分布特征,便于给出高架站防雷击电磁脉冲的方法和措施;同时结合高架站各种电子设备和线路特征,研究了轨道交通高架站雷击易损性,得到了高架站防雷的关键技术。
以北京市房山地铁线长阳高架站为例,利用IES软件中有限元法进行了雷击时高架站磁场空间分布模拟研究,根据模拟结果定量得到该高架站内的磁场数值,给出了磁场分布图并分析了其特征,明确了雷击磁场干扰的强度和范围,给出了相应的防护方法。计算显示加装屏蔽网格后的雷击磁感强度确实衰减,机房内设备与引下线安全距离较无屏蔽时变小,体现了防护的作用。该方法除了在轨道交通高架站,在北京市地标建筑“中国樽”进行了较好应用,获得了2014年度北京市气象局“优秀气象服务奖”。
发表论文2篇,其中核心期刊论文1篇,另1篇获得第29届中国气象学会年会防雷分论坛优秀论文奖。
2. 轨道交通高架站雷评系统
该项目基于《雷电灾害风险评估规范》(GB/T21714.2-2008)中计算方法,开发完成了轨道交通高架站的雷击风险评估系统,可方便准确计算雷击风险的具体数值,明确高架站雷击风险点位置及风险数值大小,判断风险是否超标以及采取何种更科学合理经济的防雷方法。该成果应用在北京市其他60多个建设工程项目中,提高了避雷检测中心在防雷保障业务中的风险分析技术和水平,获得较好的社会效益和经济效益。
该系统已提交申请国家软件著作权,目前正在审查中。

3.轨道交通防直击雷技术
分析了北京地铁新城五线的雷电侵入途径,探讨了通过充分利用高架区间灯杆高度及加强列车顶部金属板的厚度等措施防止直接雷击损毁列车,以及在接触轨和走行轨上按一定的间隔安装雷电流放电器件,加强和完善牵引电源的雷电防护等措施的可能性等具体防雷技术问题。另外,雷击截收面积是地铁防雷设计和雷电灾害风险评估的一个重要参数,通过相关分析推导得到特殊外形高架站的雷击截收面积计算方法。
发表期刊论文4篇,其中核心期刊论文2篇。
4.轨道交通防雷检测技术
率先创立了一套适用于地铁系统防雷全覆盖的检测方法,建立了一套新的检测业务流程,重点解决了站台屏蔽门的绝缘、地下站综合接地网的测试方法。该项目结果应用在北京市轨道交通6号线、7号线、8号线、9号线、14号线等5条线路及北京市部分区县的防雷保障服务中,同时推广应用到武汉、青岛等城市轨道交通线的防雷保障服务中,为轨道交通的防雷保障提供了较好服务,保证了城市轨道交通的防雷安全。
申请国家专利1项。
登记形式: 登记
成果年度: 2016
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