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桥梁接触网雷击特性分析

成果登记号: 中气科成登[2016]0027
成果名称: 桥梁接触网雷击特性分析
第一完成单位: 安徽省防雷中心(安徽省气象灾害防御技术中心)
研究时间: 2015-01  至  2016-07
研究领域:
成果分类: 应用技术类
成果形式: 其他  
来源计划:
成果简介: 1.针对国铁搭载桥梁接触网雷击故障的问题,对雷击接触网后的电磁暂态过程进行了仿真模拟, 计算了在正常运行、故障、雷击,以及操作暂态条件下,任意由地上或地下的带电导体所组成网络中的电流和电磁场,其土壤结构可以是非均匀的多种类型的土壤结构,导体可以是裸导体、带绝缘层的管道或在管道中的电缆,完成了对桥梁接触网阻抗频率特性的初步分析。
2.计算了大桥桥墩的阻抗频率特性,采用矢量匹配法转换等值电路。利用一阶有理分式和的形式对频域函数进行有理逼近,对于给定特性条件,找出能够满足该条件并且可以实现的网络函数,然后确立恰当的电路结构和元件参数,使得出的网络函数与逼近得到的函数达成一致。从而通过矢量匹配法完成了对桥墩阻抗等值电路的转换。
3. 利用ATP-EMTP进行电力系统的仿真计算,将ATP-EMTP的暂态分析和电磁暂态分析相结合,作为电力系统分析谐波的有效工具。采用频域相关的多导体传输线模型,结合EMTP建立了整个接触网雷击暂态模型。
4.采用所建立的接触网仿真模型可计算接触网避雷线路上遭到雷电直击时的耐雷水平,按照某搭载轨道交通的高架桥的过江主桥段两侧均有桥梁钢筋结构保护来考虑,其接触网不会遭受雷电直击,而引桥段则没有桥梁钢筋保护,根据大桥两侧从引桥段至主运行段的桥墩高度变化来计算。项目完成了直击雷闪络率的计算,总结出了搭载高速铁路的大型桥梁的直击雷闪络率计算方法。
5.雷击接触网附近大地时通过电磁耦合,接触网线路上将产生雷电感应过电压,接触网附近落雷产生的雷电感应过电压也会导致其绝缘闪络。项目引入参数完成了雷电感应闪络率的计算,总结出了搭载高速铁路的大型桥梁的感应雷闪络率计算方法。
6. 将桥桥墩接触网的直击雷闪络率和感应雷闪络率结合起来计算接触网年雷击闪络率,完成了桥梁接触网雷击特性分析。
本项目按照合同要求,完成预期目标。研究成果可为安徽省大型桥梁工程,尤其是搭载高速铁路等轨道交通形式的工程的接触网雷击特性研究提供参考,为过江的已建或者在建高架桥工程的雷电防护以及后期检常规测维护工作有积累经验,有利于安徽省大型桥梁工程的雷电风险评估和雷电检测,防护工程的开展,对完善特殊建(构)筑物类的雷击特性分析有一定的借鉴意义。
本项目发表会议论文一篇。
登记形式: 登记
成果年度: 2016
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