隧(sui)道柔性接觸網的作(zuo)用(yong)是(shi)保證地鐵在(zai)高(gao)速條件下的安全運行，在地鐵系(xi)統中發揮著不可替代的作(zuo)用，在雷雨季節(jie)容易受到雷擊導致其損壞，從而造成供電接觸網(wang)斷電。今天，鈞和電子分(fen)享地(di)鐵隧道柔性接觸(chu)網的(de)防雷措施。

一(yi)是，遭(zao)遇雷電故障(zhang)事(shi)故分析

由于城市(shi)軌(gui)道(dao)交(jiao)通有(you)很大一部分(fen)將(jiang)處于露(lu)天環(huan)境(jing)(jing)中，這部分(fen)設備可能會因惡劣(lie)環(huan)境(jing)(jing)的影響而(er)跳閘(zha)。同時(shi)(shi)，軌(gui)道(dao)車廂的牽(qian)引(yin)(yin)負(fu)載也(ye)與行(xing)車列數、客(ke)(ke)(ke)流量、氣候(hou)環(huan)境(jing)(jing)等(deng)參(can)數相關，當旅客(ke)(ke)(ke)量愈多(duo)，行(xing)車列數愈多(duo)，牽(qian)引(yin)(yin)供(gong)電負(fu)載也(ye)愈大，因此客(ke)(ke)(ke)流量的變(bian)化(hua)和(he)牽(qian)引(yin)(yin)負(fu)載的變(bian)化(hua)也(ye)極為(wei)接(jie)近，不(bu)管(guan)在(zai)高(gao)峰時(shi)(shi)段還(huan)是在(zai)氣候(hou)基本重合點時(shi)(shi)間(jian)，兩者(zhe)都具(ju)有(you)很強的相關性。在(zai)不(bu)良(liang)氣候(hou)下，雷電更有(you)機(ji)會直接(jie)與線路(lu)聯系，從而(er)造成(cheng)了市(shi)內的軌(gui)道(dao)交(jiao)通電網電壓過(guo)高(gao)。在(zai)雷擊(ji)條件(jian)下，電壓會瞬間(jian)形成(cheng)數千伏的電流，直接(jie)傷害城市(shi)軌(gui)道(dao)運輸線路(lu)，導(dao)致軌(gui)道(dao)交(jiao)通的暫停運作。

雷(lei)(lei)擊(ji)(ji)接(jie)觸(chu)網時，若(ruo)接(jie)近被擊(ji)(ji)點支柱上絕(jue)緣(yuan)子閃(shan)絡，雷(lei)(lei)電(dian)(dian)流(liu)入地且不形成過(guo)電(dian)(dian)流(liu)，則對柔性(xing)接(jie)觸(chu)網的供電(dian)(dian)運行損害也不會很大。由(you)于(yu)每一(yi)次對通信(xin)設備作用持續(xu)(xu)時間僅為(wei)微(wei)秒數量級，通過(guo)接(jie)觸(chu)網供電(dian)(dian)的自動重合門等(deng)保護裝(zhuang)置(zhi)，可以切斷(duan)工作頻段的入地續(xu)(xu)流(liu)。但主要存在(zai)問題就是，一(yi)旦接(jie)近被擊(ji)(ji)點的支持絕(jue)緣(yuan)子閃(shan)絡，當雷(lei)(lei)電(dian)(dian)直注(zhu)入地，將(jiang)在(zai)支撐的等(deng)值電(dian)(dian)感、支架和(he)鋼(gang)軌(gui)的等(deng)值連接(jie)電(dian)(dian)流(liu)基礎上，形成巨大的沖擊(ji)(ji)電(dian)(dian)流(liu)下降。這些電(dian)(dian)壓降將(jiang)以行波(bo)方(fang)法持續(xu)(xu)作用于(yu)接(jie)觸(chu)網。一(yi)方(fang)面由(you)于(yu)雷(lei)(lei)電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)與較陡的線性(xing)相(xiang)關系數大約為(wei)0.6，這就體現(xian)為隨著電(dian)(dian)流(liu)幅值的(de)增大，其陡性(xing)變(bian)化也相應增大，但波長寬度變(bian)動(dong)不(bu)大，所(suo)以，更(geng)強大的(de)雷電(dian)(dian)能力就表現(xian)在電(dian)(dian)流(liu)波長的(de)陡性(xing)變(bian)化上(shang)，在支柱等(deng)值電(dian)(dian)感、連(lian)接(jie)電(dian)(dian)阻上(shang)的(de)碰撞壓降(jiang)變(bian)化較大。如果這個電(dian)(dian)流(liu)達到(dao)了接(jie)觸(chu)網的(de)絕(jue)緣水平，就仍(reng)然產(chan)生(sheng)支撐絕(jue)緣子閃(shan)絡(luo)，即：在閃(shan)電(dian)(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)一(yi)(yi)次支撐絕(jue)緣子閃(shan)絡(luo)之后(hou)，剩下的(de)電(dian)(dian)能仍(reng)可(ke)以產(chan)生(sheng)多(duo)(duo)點(dian)閃(shan)絡(luo)。但是由于支柱的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)(dian)阻比鋼軌過渡電(dian)(dian)阻較大，且雷電(dian)(dian)流(liu)的(de)泄漏路徑并不(bu)通暢，一(yi)(yi)處閃(shan)絡(luo)后(hou)，殘余的(de)動(dong)能仍(reng)相當大，就能導致一(yi)(yi)系列支持絕(jue)緣子的(de)相繼閃(shan)絡(luo)。很(hen)明顯，當多(duo)(duo)個支持復合懸式絕(jue)緣子相繼閃(shan)絡(luo)，不(bu)僅造(zao)成總的(de)工頻(pin)運行入地(di)續(xu)流(liu)增多(duo)(duo)，也同時造(zao)成了閃(shan)絡(luo)事件(jian)的(de)時間(jian)增多(duo)(duo)。這都可(ke)以造(zao)成由接(jie)觸(chu)網供(gong)電(dian)(dian)的(de)手動(dong)重合閘等(deng)安(an)全保護器無法有(you)效地(di)切(qie)斷故障。

二是，雷電(dian)防護(hu)對(dui)策

（一）提升絕緣子(zi)性(xing)能

危害(hai)絕緣(yuan)子(zi)性(xing)能的(de)(de)因(yin)素主要有(you)產(chan)品中(zhong)電氣絕緣(yuan)子(zi)的(de)(de)污(wu)(wu)穢(hui)程度和表征方式、油漆污(wu)(wu)染區域(yu)的(de)(de)化學特性(xing)，以(yi)及外絕緣(yuan)的(de)(de)選擇、輸(shu)電線路復合懸式絕緣(yuan)子(zi)污(wu)(wu)閃(shan)(shan)事故，對(dui)國家電網的(de)(de)正(zheng)常安(an)全運營產(chan)生了(le)嚴(yan)重危害(hai)。在日益嚴(yan)重的(de)(de)世界污(wu)(wu)染大氣環境條件中(zhong)，輸(shu)電線路絕緣(yuan)子(zi)將面(mian)對(dui)日益強(qiang)烈(lie)的(de)(de)污(wu)(wu)閃(shan)(shan)危險(xian)。關于影響電纜絕緣(yuan)子(zi)污(wu)(wu)閃(shan)(shan)壓力的(de)(de)原因(yin)眾(zhong)多，中(zhong)外專家學者開展了(le)深入(ru)的(de)(de)研討，在二十世紀初期(qi)得(de)到了(le)人們的(de)(de)普遍重視，在20世紀50年代，世界上污閃事故(gu)形勢(shi)尤為嚴(yan)峻。

絕緣(yuan)子污(wu)(wu)染主要受內外環境因(yin)素的(de)(de)影(ying)響(xiang)，單個(ge)因(yin)素無(wu)法(fa)有效反映在實(shi)際工作狀態下的(de)(de)雜質附(fu)著(zhu)(zhu)狀況。目前的(de)(de)絕緣(yuan)子運行雜質表征試驗、污(wu)(wu)穢附(fu)著(zhu)(zhu)量測(ce)試、絕緣(yuan)子人工污(wu)(wu)穢試驗、線路(lu)工作關系研究與模(mo)擬試驗等，無(wu)法(fa)全面真實(shi)、精確地掌握在交(jiao)流、直(zhi)流領(ling)域(yu)絕緣(yuan)子的(de)(de)產(chan)品污(wu)(wu)穢特征，也無(wu)法(fa)更新污(wu)(wu)穢區域(yu)劃分，從而造成除絕緣(yuan)保(bao)護裝置之外的(de)(de)所(suo)有傳輸線均(jun)發現(xian)錯誤。

隨著(zhu)電子雜質測(ce)(ce)量(liang)(liang)技術的進(jin)展(zhan)，綜合了各種測(ce)(ce)量(liang)(liang)方式(shi)，研(yan)制新型測(ce)(ce)量(liang)(liang)傳感器也逐漸成為了熱(re)點話題。如采用LED光(guang)纖傳(chuan)感器的(de)(de)漏(lou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)檢測(ce)(ce)器，以及采用懸臂(bei)梁技(ji)術的(de)(de)泄漏(lou)電(dian)(dian)壓(ya)測(ce)(ce)量(liang)。輸(shu)出電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)無源(yuan)強(qiang)度(du)(du)調制(zhi)型光(guang)纖電(dian)(dian)流(liu)(liu)感應器，以及新型泄漏(lou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密度(du)(du)探測(ce)(ce)器的(de)(de)研(yan)發(fa)是國(guo)內外(wai)科研(yan)工作(zuo)的(de)(de)重要進展。由于(yu)機(ji)(ji)器視(shi)覺技(ji)術同(tong)時具備(bei)采集非(fei)接觸測(ce)(ce)量(liang)、光(guang)譜(pu)響應區域(yu)范圍廣、工作(zuo)持續時間長、準確度(du)(du)高(gao)等多(duo)種優勢，通(tong)過機(ji)(ji)器視(shi)覺系統(tong)的(de)(de)接觸網復合懸式絕(jue)緣子污染監(jian)測(ce)(ce)系統(tong)在中國(guo)高(gao)鐵、城市(shi)軌道(dao)交通(tong)系統(tong)中獲(huo)得了廣泛應用。同(tong)時通(tong)過選取恰當的(de)(de)修(xiu)正模型及校正系數，還能夠(gou)有效提(ti)升組合預報模式的(de)(de)預報準確度(du)(du)。

（二）架空接觸網

目前，避雷的常見做法就是架空(kong)(kong)接觸(chu)網地(di)(di)線，類似于避雷針的原理，架空(kong)(kong)地(di)(di)線可以有(you)效防止一(yi)定的雷擊，將(jiang)電流導入(ru)大地(di)(di)。同時，架空(kong)(kong)地(di)(di)線應采取(qu)柱頂安裝方式。

（三）地(di)電位均衡器

根據電纜(lan)長度和其他系(xi)統條件安(an)裝不同的均衡器(qi)均衡電路電壓(ya)。為了使用傳統方(fang)法調(diao)(diao)整網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的電壓(ya)水(shui)平(ping)，技術人(ren)員(yuan)必(bi)須在(zai)現場交換具有不同損耗(hao)與(yu)頻率響應水(shui)平(ping)的離散(san)傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)。離散(san)傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的使用迫使網(wang)(wang)絡(luo)(luo)安(an)裝人(ren)員(yuan)維護廣泛的傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)并手(shou)動(dong)更換傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)，而(er)不是(shi)簡單地調(diao)(diao)整調(diao)(diao)諧(xie)電壓(ya)以優化傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)水(shui)平(ping)。第(di)三濾波(bo)器(qi)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)可以連接在(zai)可變衰(shuai)減(jian)(jian)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)和地電位之間。第(di)一、第(di)二(er)和第(di)三濾波(bo)器(qi)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)修改(gai)可變衰(shuai)減(jian)(jian)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)的性能以產生(sheng)通過(guo)輸入端口和輸出(chu)端口之間的裝置的射頻信號(hao)的特(te)(te)定傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)。通過(guo)調(diao)(diao)整第(di)一和第(di)二(er)控(kong)制信號(hao)中的至少一個，可以選擇(ze)特(te)(te)定的傾(qing)(qing)(qing)斜(xie)(xie)(xie)度，從而(er)平(ping)衡電壓(ya)。

（四）加(jia)裝避雷器

避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)可(ke)以利用其(qi)非線性伏安特性控制絕(jue)緣子(zi)兩(liang)端的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)(dian)流，使絕(jue)緣子(zi)不產生閃絡，并(bing)控制工(gong)(gong)頻運(yun)行(xing)續流，從而(er)(er)避(bi)(bi)(bi)免了線路與(yu)通訊裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)跳閘。避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)具備了保護(hu)性能(neng)(neng)好的(de)(de)(de)優勢，而(er)(er)劣勢就是成本略高。一(yi)般避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)主要包括(kuo)了帶并(bing)聯間(jian)(jian)隙(xi)(xi)與(yu)無(wu)(wu)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)兩(liang)類，無(wu)(wu)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)的(de)(de)(de)避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)長期受系(xi)統(tong)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)影響(xiang)，閥片(pian)流過時泄漏電(dian)(dian)流，長期工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)會促進避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)閥片(pian)的(de)(de)(de)老化，所(suo)以必須定期加以保養。而(er)(er)帶并(bing)聯間(jian)(jian)隙(xi)(xi)避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)則解決了上(shang)述的(de)(de)(de)弊(bi)端，在一(yi)般工(gong)(gong)況下(xia)不能(neng)(neng)耐受系(xi)統(tong)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)(dian)流，只有在雷(lei)(lei)(lei)電(dian)(dian)過電(dian)(dian)壓擊穿間(jian)(jian)隙(xi)(xi)的(de)(de)(de)狀況下(xia)避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)才能(neng)(neng)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)，因此具備免維修、壽命長的(de)(de)(de)優點，即便避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)自(zi)身出現了故障仍可(ke)以發揮(hui)并(bing)聯間(jian)(jian)隙(xi)(xi)的(de)(de)(de)功能(neng)(neng)。目前，帶串聯間(jian)(jian)隙(xi)(xi)避(bi)(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)在國內的(de)(de)(de)電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)中已獲得廣(guang)泛應用。

三是，提高地鐵遭遇雷(lei)電故障(zhang)自(zi)愈能(neng)力(li)

隨著電(dian)力(li)可靠性(xing)和先進(jin)性(xing)的(de)逐步提高，自愈(yu)能力(li)已成為未來(lai)先進(jin)電(dian)力(li)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)的(de)重要核心功(gong)用。就地鐵(tie)電(dian)力(li)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)來(lai)說，它還應(ying)該具備必要的(de)自愈(yu)能力(li)，即控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)中當出現內在故障(zhang)、外部失(shi)電(dian)、故障(zhang)過(guo)載(zai)告(gao)警等情形時，可以隔離故障(zhang)，重建控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)，從而恢復到正常(chang)連續用電(dian)狀況。110kV電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)側、35kV交流(liu)(liu)及中壓電(dian)(dian)(dian)網(wang)、1500V直流(liu)(liu)牽引電(dian)(dian)(dian)網(wang)、400V供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)系統(tong)等，需要有自己(ji)獨立的(de)自愈能力(li)(li)，也(ye)需要在連鎖故障(zhang)甚至特大故障(zhang)情況下具有系統(tong)的(de)自愈能力(li)(li)，以確保對每個(ge)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)負荷的(de)連續供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)。

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