高铁防雷技术研究 PPT课件
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高速铁路的防雷与接地研究
直供方式
BT供电方式
四、高速铁路的综合接地
牵引变电所接地中主要存在的问题
• 地网电流对接地性能的影响
– 牵引电流通过回流网流回主变压器，电流通过接地网时， 会造成接地网各个部位电位不相等，地电位差异将对测量 以及信号设备造成影响。
•
地网电流变化对综合自动化设备的电磁干扰
– 变电所采用综合自动化系统大量使用了以计算机和微处理 机为基础的微电子设备。这些设备比传统的继电保护方式 更容易受到电磁场的干扰。地网电流变化时将产生电磁波， 这些电磁波有可能干扰上述设备。
高速铁路的防雷与接地
吴广宁
西南交通大学
主要内容
高速铁路防雷技术研究的意义 防雷接地的基本知识 接触网的防雷 高速铁路的综合接地 CDEGS
一、高速铁路防雷技术研究的意义
• 广深铁路自 1998年开通以来，发生多起雷击引起设备 损坏的事故。广深铁路长139.46km，在2000年1月间共
和施工提供准确的
土壤模型。
接地系统分析
（2）接地网分析
可对复杂结构土壤里的金属接地网接地电 阻、电位分布和导体屏蔽等参数进行计算。 并可用于为HVAC和HVDC发电站、变电站 接地网或输电杆塔的分析和设计，或者为阴 极保护装置设计阳极床。
地网安全性分析
接地系统分析
（3）故障电流分布计算 可计算多终端传输 /配电线路网络的故障 电流分布。 可对输电系统发生 单相接地故障后，短 路入地故障电流大小 及其分布进行计算。
发生雷击接触网跳闸45次，其中广深线平湖牵引变电
所雷击跳闸占事故总跳闸的比例达57.7% . • 南昆线昆明局管内的 325.8km 接触网，在 1999 年 3 月 27～8月31日期间，发生雷击接触网跳闸85次。
信号设备综合防雷课件资料
可热插拔；串联在信号电路中时，任何情况下不得开路。 (3)有对地连接时，除放电状态外其它时间不得构成导通， 否则必须要有检测报警装置。
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
劣化指示功能的防雷保安器应给出颜色指示和报警条件。
武汉高速铁路 职业技能训练段
(4)发生劣化或损坏时，必须立即脱离使用电路，不得影响设备正常工作。有 (5) 用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必须具有阻断续流的性能； 安装在分线盘（柜）处、电源防雷箱内及工作电压在 110V 以上的防雷保安
器应有劣化指示。
(6) 按照分区分级的原则，信号传输线的防雷保安器应集中设置在分线盘处 。新建或大修车站（场）应采用防雷型分线柜；既有车站应在分线盘处设防 雷保安器，并尽可能采用防雷型分线柜。
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
电压限制型防雷保安器 其核心为压敏电阻等非线 性电阻元件，具有连续的伏 安特性，随着电流增大电阻 连续速铁路 职业技能训练段
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
电压开关型防雷保安器 其核心为放电间隙或放电 管等开关型元件，也具有非线 性特征，但伏安特性不连续， 当电压增大到一定程度时，电
武汉高速铁路 职业技能训练段
雷电侵入信号设备的途径及防护办法
地电位反击： 发生雷击时，雷电大电流通过接地装置泄入大地，在接地 装置及周围局部土壤中形成瞬间的高电位，通过引线传送到 室内，与相关线路之间形成很高的电位差，造成相关设备损 坏，此种雷电侵入途径被称为地电位反击。
武汉高速铁路 职业技能训练段
放电管2R--TA或3R—TA：
武汉高速铁路 职业技能训练段
常用防雷元器件
氧化锌压敏电阻MYL：
武汉高速铁路 职业技能训练段
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
劣化指示功能的防雷保安器应给出颜色指示和报警条件。
武汉高速铁路 职业技能训练段
(4)发生劣化或损坏时，必须立即脱离使用电路，不得影响设备正常工作。有 (5) 用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必须具有阻断续流的性能； 安装在分线盘（柜）处、电源防雷箱内及工作电压在 110V 以上的防雷保安
器应有劣化指示。
(6) 按照分区分级的原则，信号传输线的防雷保安器应集中设置在分线盘处 。新建或大修车站（场）应采用防雷型分线柜；既有车站应在分线盘处设防 雷保安器，并尽可能采用防雷型分线柜。
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
电压限制型防雷保安器 其核心为压敏电阻等非线 性电阻元件，具有连续的伏 安特性，随着电流增大电阻 连续速铁路 职业技能训练段
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
电压开关型防雷保安器 其核心为放电间隙或放电 管等开关型元件，也具有非线 性特征，但伏安特性不连续， 当电压增大到一定程度时，电
武汉高速铁路 职业技能训练段
雷电侵入信号设备的途径及防护办法
地电位反击： 发生雷击时，雷电大电流通过接地装置泄入大地，在接地 装置及周围局部土壤中形成瞬间的高电位，通过引线传送到 室内，与相关线路之间形成很高的电位差，造成相关设备损 坏，此种雷电侵入途径被称为地电位反击。
武汉高速铁路 职业技能训练段
放电管2R--TA或3R—TA：
武汉高速铁路 职业技能训练段
常用防雷元器件
氧化锌压敏电阻MYL：
武汉高速铁路 职业技能训练段
铁路信号设备防雷保安器（SPD）
高速铁路防雷与综合接地技术
入射波I0的两倍，即
I 2I0
I 一般地区，雷电流幅值超过
算
lg P I 88
的概率可按下式计
4)雷电流的波前时间、陡度及波长
雷电流的波前时间T1处于1～4us的范围内，平均为2.6us。 波长T2 处于20～100us的范围内，多数为40us左右。
我国防雷设计采用2.6/40us的波形；在绝缘的冲击高压试 验中，标准雷电冲击电压的波形定为1.2/50us
高速铁路 防雷与综合接地技术
主要内容
雷电的起源及主要参数 雷电对高速铁路的危害 防雷措施与作用 高速铁路防雷技术的发展 综合接地技术
1、雷电的起源及主要参数
11、、大雷自电然的中产的生雷电活动
在全球范围内，雷电发生频率是很高的，任何 时刻大约有2000个地点遇上雷暴，每秒钟就有上百 次雷电，每天约有800多万次雷电，一年中平均发 生30多亿次雷电，每次闪电在微秒级的瞬间释放出 约55kW.h的能量。
几个参数： 每级通道变化范围约3 ~ 200 m 平均速度约 1.5 10 7 cm/s 间隙时间约 30 ~ 125 us 每一级的推进速度约 5 10 9 cm/s 通道直径约 1 ~ 10 m 每一级的击穿方向是不确定的折线
3、雷电的产生
闪电通道： 流注先导不断地向地 面发展，从而形成多枝状的充满负电 荷（对负地闪）的通道，其中有一枝 是充满负电荷（对负地闪）的主通道， 称为电离通道或闪电通道，简称为通 道。
闪电的初始击穿： 在有积雨云存在的大 气中，积雨云的下部有一负电荷中心与其 底部的正电荷电荷中心附近局部地区的大 气电场达到104v/cm左右时， 则负、正电荷 之间的云雾大气会被击穿，负电荷向下中 和掉正电和，这时从云层下部到云底部全 部为负电荷区。
防雷和接地装置PPT课件
1）接地的作用 所谓接地，就是把设备的某一部分通过
接地装置同大地紧密连接在一起。 接地的作用主要是防止人身遭受电击、
设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止 雷击、防止静电损害和保障系统正常运 行。
.
36
2）接地的分类
系统接地
在电力系统中将其某一点与大地进行适当的 连接，称为系统接地或工作接地，如变压器 中性点的接地。
纵向电压
导线或设备对地电压。每条导线上的折射电压 或反射电压均为纵向电压。
横向电压
两导线间的电位差。导线过电压的不平衡，线 路阻抗不一致，被保护设备阻抗及接地电阻的影 响等都会造成横向电压。
.
6
3）感应雷的防护
为防护感应过电压，在线路上安装过电 压抑制设备，即避雷器或防雷器。
.
7
2、信号设备防雷
SPD由防雷元器件构成。
.
29
2）信号设备浪涌保护器的要求
按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或 纵横向防护的需要合理选用防雷保安器。
当防雷保安器处于劣化或损坏状态时，须立即 自动脱离电路且不得影响设备正常工作。
用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必 须具有阻断续流的性能；安装在分线盘（柜） 处、电源防雷箱内及工作电压在110V以上的防 雷保安器应有劣化指示。
.
13
（1）屏蔽
屏蔽，就是用金属网、箔、壳、管等导 体把需要保护的对象包围起来，把闪电的 脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来。
信号机房的建筑物应采用法拉第笼进行 电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷 带、引下线、机房屏蔽和接地系统构成。
.
14
（2）等电位连接
也称均衡连接、搭接，是指把各种金 属物用粗的铜导线焊接起来，或把它们直 接焊接起来，以保证各个分系统的电位相 等，可消除因“地电位骤然升高”而产生 的反击现象。
接地装置同大地紧密连接在一起。 接地的作用主要是防止人身遭受电击、
设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止 雷击、防止静电损害和保障系统正常运 行。
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2）接地的分类
系统接地
在电力系统中将其某一点与大地进行适当的 连接，称为系统接地或工作接地，如变压器 中性点的接地。
纵向电压
导线或设备对地电压。每条导线上的折射电压 或反射电压均为纵向电压。
横向电压
两导线间的电位差。导线过电压的不平衡，线 路阻抗不一致，被保护设备阻抗及接地电阻的影 响等都会造成横向电压。
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6
3）感应雷的防护
为防护感应过电压，在线路上安装过电 压抑制设备，即避雷器或防雷器。
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2、信号设备防雷
SPD由防雷元器件构成。
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2）信号设备浪涌保护器的要求
按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或 纵横向防护的需要合理选用防雷保安器。
当防雷保安器处于劣化或损坏状态时，须立即 自动脱离电路且不得影响设备正常工作。
用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必 须具有阻断续流的性能；安装在分线盘（柜） 处、电源防雷箱内及工作电压在110V以上的防 雷保安器应有劣化指示。
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13
（1）屏蔽
屏蔽，就是用金属网、箔、壳、管等导 体把需要保护的对象包围起来，把闪电的 脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来。
信号机房的建筑物应采用法拉第笼进行 电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷 带、引下线、机房屏蔽和接地系统构成。
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14
（2）等电位连接
也称均衡连接、搭接，是指把各种金 属物用粗的铜导线焊接起来，或把它们直 接焊接起来，以保证各个分系统的电位相 等，可消除因“地电位骤然升高”而产生 的反击现象。
高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究
高速铁路牵引供电系统雷电防护体系研究1. 引言1.1 背景介绍随着中国高速铁路网络的不断扩张和运营，高速铁路牵引供电系统已成为铁路系统中必不可少的一部分。
雷电是高铁运行中的一个不可忽视的安全隐患。
雷电引发的故障不仅会影响列车正常运行，还会对设备造成损坏，给高铁运营带来严重的安全隐患和经济损失。
为了解决高速铁路牵引供电系统受雷电影响的问题，各国纷纷开展了相关的研究工作，提出了各种雷电防护技术和措施。
目前对于高速铁路牵引供电系统的雷电防护体系研究还存在一定的空白和不足，亟需深入研究和探索。
本文旨在对高速铁路牵引供电系统雷电防护体系进行深入研究，分析现有的雷电防护技术及其应用状况，探讨雷电防护体系的研究方法和实验效果，为提高高速铁路牵引供电系统的可靠性和安全性提供理论支持和技术指导。
1.2 研究意义研究意义：高速铁路作为现代交通工具的重要组成部分，对我国经济社会的发展起着至关重要的作用。
在高速铁路运营中，牵引供电系统是保障列车正常运行的重要装备之一。
雷电对高速铁路牵引供电系统的影响不可忽视，可能导致设备损坏、列车停运等严重后果。
研究高速铁路牵引供电系统雷电防护体系具有极其重要的意义。
建立完善的雷电防护体系可以有效保障高速铁路牵引供电系统的安全稳定运行，降低因雷电引发的事故发生的概率。
通过研究雷电防护技术，可以提高对雷电的认识和应对能力，为高速铁路运营安全提供技术支持。
深入探讨高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的研究，有助于不断完善相关技术，提高我国高速铁路运输的水平和竞争力。
开展这一研究具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
1.3 研究目的研究目的是为了探索高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的相关问题，提高高速铁路运行的安全性和稳定性。
通过对雷电防护技术的研究现状进行分析，结合实验结果与分析，进一步探讨高速铁路牵引供电系统雷电防护体系的改进方向和优化措施。
通过对影响因素的分析，深入了解高速铁路雷电防护体系的演变过程和影响因素，为未来的研究和工程应用提供支持和指导。
雷电防护技术ppt
雷电防护技术的未来挑战与机遇
挑战
雷电防护技术在未来发展面临着一些挑战，如雷电现象的复 杂性、防雷设备的维护和管理、防雷技术的更新换代等问题 ，需要进一步研究和探索。
机遇
雷电防护技术在未来发展中也存在着许多机遇，如新兴技术 的应用、国际合作和交流的加强、新市场的开拓等，可以推 动雷电防护技术的进一步发展。
国外研究
美国、日本、欧洲等国家和地区的雷电防护技术已经相对成熟，并广泛应用在电 力、通信、航空航天等领域。
国内研究
我国在雷电防护技术方面也取得了显著进展，但与发达国家相比，仍存在一定差 距。
雷电防护技术的未来发展方向
精细化研究
未来雷电防护技术将向着更加精细化的方向发展，针对不同的雷电效应和防护需求，采取 更加精准的防护措施。
多学科融合
雷电防护技术将与多学科进行融合，包括气象、电磁、材料科学等，以推动该领域的技术 创新和进步。
智能化应用
随着人工智能技术的发展，雷电防护技术将向着更加智能化的方向发展，实现雷电预警、 防护、评估等环节的自动化和智能化。
雷电防护技术的创新与突破
01 02
材料创新
新型材料的出现和应用将为雷电防护技术的发展带来新的机遇和挑战 ，如石墨烯、碳纳米管等新型纳米材料具有优异的导电性能和耐高温 性能，可提高防护装置的性能。
雷电防护技术的分类及工作原理
雷电防护技术的分类
直击雷防护
根据雷电的危害方式和特点，雷电防护技术 可分为直击雷防护、侧击雷防护、感应雷防 护等。
主要是通过避雷针、避雷带等设备将雷电流 引入地下，从而避免雷电直接击中建筑物或 设备。
侧击雷防护
感应雷防护
主要是通过避雷网、避雷带等设备将雷电流 引入地下，从而避免雷电侧击击中建筑物或 设备。
《高速公路防雷》课件
车辆保险
可使车辆和人员免受雷电损害， 提高行车安全性。
保障设备
防雷技术可保障设备和电器免 受雷击影响，减少维护成本和 频率。
保护环境
防雷装置有助于降低雷电对自 然环境和周边地区的影响。
总结防雷技术的关键点
安全防护要点
做好各种应急措施，确保防雷系统的正常运转。
构成与选型
合理构建防雷系统、合适的选择避雷装置、引下线、接地装置、避雷网。
防雷技术概述
1
原理
防雷技术的本质是将高速公路与人员、设备与雷电隔离开来，防止雷电对其造成伤害和损害。
2
关键问题
高速公路防雷技术的关键问题是如何提高防护的可靠性和适应性，以及及时预警和应对突发 雷电事件。
防雷装置设计
构成 设计原则 选型与安装
防雷系统通常由避雷装置、引下线、接地装置和 避雷网四部分构成。
避雷塔
作为高速公路防护系统的一部分， 用于降低雷电击中高速公路的几 率。
雷电活动的特点简述
不规则性
雷暴云形状、雷电主要发生 区域，以及雷击频率难以预 测。
强烈性
雷电产生的电流和电压巨大， 可能对高速公路的设备和乘 客造成严重伤害。
频繁性
雷电活动时间长、发生次数 多，长期以来对高速公路的 安全产生了威胁。
高速公路防雷设施的设计应尽可能减少雷电对高 速公路的影响，增加其可靠性和适应性。
应根据不同地区的雷电特点，结合高速公路的形 式与条件，进行合理的防雷装置选型和安装。
安全防护要点
雷电天气下的驾驶安全
遇到雷电天气时，应减慢行驶速 度、开启车窗、关闭音响及其他 不必要的设备。
防雷检查与维护
各类应急措施
对防雷装置进行定期检查和维护， 确保其在雷电天气下发挥最大效 能。
铁路信号-防雷
三、防雷组合单元
将防雷元件以插接件的形式组合成一个整体，使信号设备雷电防 护逐步实现防雷电路的标准化、组合单元系列化、生产设计定型 化、安装维修规范化。充分发挥各防雷元件的优点。
四、外部护电路
1、连接交流电源的设备的防护电路 (1)、交流220V电源防护 (2)、交流380V电源防护 (3)、连接线路220V、60V—110V、36V—60V、36V以下设备 的防护电路 2、灯丝继电器防护电路 3、轨道电路防护电路 4、驼峰信号设备和调度监督（分机）的防护电路 5、微型计算机系统的防护电路
防雷变压器系列产品在保证原变压器系列产品电气的基础上， 着重于提高变压器本身的抗雷击能力，通过采取特殊设计和特殊工 艺，大大降低了转移系数，保护了变压器非线路侧的设备，将变压 器的防雷性能提高了一个新的高度。 采用R型铁芯:R型铁芯具有电气特性好，频率范围宽（25HZ-1000HZ 内皆可通用），铁损小、漏磁少、无噪音、重量轻和升温低等特点，属 国际上90年代的节能型技术产品。 取消防雷组合:卓越的耐雷电冲击能力：雷电冲击耐压达到15KV （1.2/50µs），转移系数小于1/1000（1.2/50µs），完全可以取消防雷组合， 减少维修工作量，降低维修成本。 降低了接地电阻的要求:只需将地线端子接于变压器箱或电缆盒外壳， 方便施工。 通用性强:防雷型变压器的电器性能与原型号变压器完全相同。
实物图:
（3）放电管的型号。如：“R----220TA” （4）主要电气参数 直流点火电压：使放电管击穿时的电压 标称直流点火电压：厂家标定的规格值。 （5）放电管的选用。U直流点火电压≈2.5U （6）续流及其切断 放电介质得不到恢复，线路电流一直流过放电管，称为续流。 串联电阻或压敏电阻器进行切断。
2、雷电侵入信号设备的主要途径 、
雷电防护技术ppt
雷电防护技术的应用前景
未来雷电防护技术的应用前景将更加广泛，不仅应用于电子设备及人身安全防护领域，还可以应用于航空航天、交通运输等领域，从而为人们的安全保驾护航。
雷电防护技术的未来挑战
虽然目前的雷电防护技术已经取得了一定的成果，但是仍然存在一些问题需要解决，如提高雷电防护的效率、降低防护成本等，因此未来的雷电防护技术仍然面临着不断的挑战。
某通信基站防雷实例分析
该机场拥有众多建筑物和设施，包括航站楼、跑道、滑行道等，对防雷要求较高。
某机场防雷实例分析
设备情况
该机场的防雷方案主要包括接地、电源浪涌保护等措施，同时也采用了信号浪涌保护器等现代防雷技术。
防雷方案
通过这些防雷措施的有效实施，该机场在雷电天气下能够正常运行，未发生雷电事故，证明了防雷方案的有效性。
防雷装置的检测与维护
03
雷电防护技术在不同领域的应用
雷电防护技术在电力系统的应用
由于电力系统的线路和设备在户外运行，容易受到雷电的影响。雷电对电力系统的危害表现为设备损坏、电压波动和电力中断等。
电力系统遭受雷击的危害
为了保障电力系统的稳定运行，雷电防护技术显得尤为重要。通过合理设计防雷方案，选用合适的防雷设备，以及定期检测和维护防雷设施，能够降低雷电对电力系统造成的危害。
THANK YOU.
谢pt》
CATALOGUE
目录
雷电防护技术概述雷电防护技术基础知识雷电防护技术在不同领域的应用新材料与新技术在雷电防护技术中的应用雷电防护技术实例分析总结与展望
01
雷电防护技术概述
雷电是一种自然现象，由云层与地面之间电荷的放电现象引起。雷电按发生时间可分为直击雷和感应雷。
雷电防护技术在通信系统应用的重要性
高铁防雷技术研究
2006.8.3
2007.7.10
2011.7.3
京广线汉口至黄陂 上海开往杭州的 横店段，因供电设 施遭到雷击，中断 途停车晚点；次 一个多小时。20余 日，广东东莞发生 趟南下客车晚点， 类似事故。原因疑 最长达5小时。 为接触网遭雷击出 现断裂。 D5673次动车，中
电力系统输电线路与高铁防雷措施比较
发电厂、变电站等重要场所进、出线端可装设避雷器，防止雷 电入侵波 3—35KV架空线路，由于绝缘水平低，通常只有一个绝 缘子，可以直接利用钢筋混泥土柱子自然接地，并采用 中性点不接地，而不用架设避雷线。 110KV、220KV输电线路，一般全线架设避雷 线，在雷电活动特别强烈的区域，还可架设双 避雷线。 330KV及以上电压均采用权限架设双避 雷线，对于线路经过特殊地形，可采取 增强绝缘性的措施，来增强防雷效果。
德国与日本高铁防雷措施比较
日本根据雷击频度及线路重要程度， 欧洲的电气化铁路中很少见到接触网 将防雷等级划分为A、B、C三级区域。 避雷装置的原因： A级区 级区雷害严重且线路重要，全线接 级区 触网都架设避雷线，同时在牵引变电 文献资料显示，欧洲中部地区每 每 100公里接触网在 年时间内可能遭 公里接触网在1年时间内可能遭 公里接触网在 次雷击。 受1次雷击。基于这一很低的雷击数 次雷击 据，德国铁路接触网一般只在他们认 为雷电较多的地段使用避雷器。出于 特别地段的接触网架设避雷线，同时 经济与防护效益比较，他们在其它雷 在相同的重要部位设置避雷器。 电较少的区段，一般都不考虑设置防 雷装置。 对于C级区 级区，一般只在牵引变电所出 级区 口、接触网隔离开关、电缆接头或连 接处等重要部位设置避雷器。 所出口、接触网隔离开关、电缆接头 或连接处、架空避雷线地线终端等重 要部位设置避雷器。 B级区 级区雷害较重且线路重要，对部分 级区
防雷技术与防雷装置PPT课件
➢ 以下图的线路为例，2009年此线路走廊半径5km范围内，共落雷15354次，走廊面积 为1747.3km2，地闪密度为8.78727次/ km2。
2020/3/28
12
2 输电线路防雷保护的基本术语
❖ 2.3 输电线路落雷次数
对于线路来说，由于高出地面，有引雷的作用，根据模拟试验和运行经验，一 般高度的线路的等值受雷面的宽度为（4h+b）(h为线路的平均高度，b为两根 避雷线间的距离)，也即等值于受雷面积为线路两侧的地带，线路愈高，则等值 受雷面积愈大。 输电线路落雷次数是指每100km每年线路等值受雷面遭雷击的次数，即：
其他地区运行实际值
0.525
0.229
0.48（平原）（湖北） 0.94（山区）（福建）
0.315
0.285
0.28（双避雷线） 0.36（单避雷线，平原） 1.16（单避雷线，山区）
0.14
0.213
0.11（华中电网） 0.377（天平Ⅰ/Ⅱ回）
2020/3/28
26
2 输电线路防雷保护的基本概念
上式中IL为雷电流幅值（kA），P为雷电 流幅值超过IL的概率，P是累计概率。
2020/3/28
19
2 输电线路防雷保护的基本概念
❖ 2.7 雷电流幅值及其分布
例如IL等于120kA，可求得P为4.3%，表明雷电流大于120kA 的概率为4.3%。
log P Il 88
电压等级kV 绝缘子片数片
❖ 2.8 耐雷水平
➢雷击线路时，线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值叫耐雷水平。
✓ 雷击杆塔(反击)时的耐雷水平 ✓ 绕击导线时的耐雷水平
均与绝缘子50%闪络电压有关
电压等级kV 绝缘子片数片
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2 输电线路防雷保护的基本术语
❖ 2.3 输电线路落雷次数
对于线路来说，由于高出地面，有引雷的作用，根据模拟试验和运行经验，一 般高度的线路的等值受雷面的宽度为（4h+b）(h为线路的平均高度，b为两根 避雷线间的距离)，也即等值于受雷面积为线路两侧的地带，线路愈高，则等值 受雷面积愈大。 输电线路落雷次数是指每100km每年线路等值受雷面遭雷击的次数，即：
其他地区运行实际值
0.525
0.229
0.48（平原）（湖北） 0.94（山区）（福建）
0.315
0.285
0.28（双避雷线） 0.36（单避雷线，平原） 1.16（单避雷线，山区）
0.14
0.213
0.11（华中电网） 0.377（天平Ⅰ/Ⅱ回）
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2 输电线路防雷保护的基本概念
上式中IL为雷电流幅值（kA），P为雷电 流幅值超过IL的概率，P是累计概率。
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2 输电线路防雷保护的基本概念
❖ 2.7 雷电流幅值及其分布
例如IL等于120kA，可求得P为4.3%，表明雷电流大于120kA 的概率为4.3%。
log P Il 88
电压等级kV 绝缘子片数片
❖ 2.8 耐雷水平
➢雷击线路时，线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值叫耐雷水平。
✓ 雷击杆塔(反击)时的耐雷水平 ✓ 绕击导线时的耐雷水平
均与绝缘子50%闪络电压有关
电压等级kV 绝缘子片数片
高速公路防雷课件
《高速公路防雷》PPT课件
3、地闪（直击雷）的发生过程
60µS
60µS
60µS
《高速公路防雷》PPT课件
《高速公路防雷》PPT课件
云地闪回击过程
《高速公路防雷》PPT课件
闪电的分类
云地闪 正闪 负闪 云闪（云内、云气、云云） 球闪（地滚雷） 诱发闪电 鬼火（闪电对电离层）
《高速公路防雷》PPT课件
典型案例2 2005年4月30日14:30左右在杭州西湖边，当一青年打着雨伞经过一梧桐树旁时遭雷击身亡，此事件经媒体报道后曾引起全社会对景区雷电防护的广泛讨论，很多单位和个人纷纷来电咨询以有关防雷的基本知识和防护措施及重点要点。
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典型案例3 2005年2月12日平阳洞头雷击导致三人当场死亡。雷击事故发生后，温州市气象局组织专家人员进行了现场勘察。我单位也在第一时间组织技术人员到场勘察，并随后分析雷击发生的原因。随后对雷击现场建筑安装防雷装置，为人员提供雷电安全庇护场所。
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4、闪击距离 A：含义：雷电的最后闪络距离。 也就是先导最后一次跳跃的距离。 闪击距离与雷电流幅值有关，通常在10 ～ 100米之间。 B、雷击数学模型 Hr≈9.4×I2/3 先导与地面目标的距离等于击距时，才受地面影响而定向， （GB50057-94）规范规定，一、二、三类对应的滚球半径为30、45、60米。
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雷雨来时尽量不要呆在外面，更不要到 江河、湖泊、池塘、坑边等处钓鱼、划船或 游泳，也不要站在高处，如山顶、楼顶或其 他接近导电性高的物体，而要站到地势比较 低的不宜导电的地方。同时，如不得已在户 外行走，要远离树木和桅杆，尽量避开电线 杆的斜拉铁线，不要接触天线、水管、铁丝 网、金属门窗、建筑外墙等易导电的物体。
3、地闪（直击雷）的发生过程
60µS
60µS
60µS
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云地闪回击过程
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闪电的分类
云地闪 正闪 负闪 云闪（云内、云气、云云） 球闪（地滚雷） 诱发闪电 鬼火（闪电对电离层）
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典型案例2 2005年4月30日14:30左右在杭州西湖边，当一青年打着雨伞经过一梧桐树旁时遭雷击身亡，此事件经媒体报道后曾引起全社会对景区雷电防护的广泛讨论，很多单位和个人纷纷来电咨询以有关防雷的基本知识和防护措施及重点要点。
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典型案例3 2005年2月12日平阳洞头雷击导致三人当场死亡。雷击事故发生后，温州市气象局组织专家人员进行了现场勘察。我单位也在第一时间组织技术人员到场勘察，并随后分析雷击发生的原因。随后对雷击现场建筑安装防雷装置，为人员提供雷电安全庇护场所。
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4、闪击距离 A：含义：雷电的最后闪络距离。 也就是先导最后一次跳跃的距离。 闪击距离与雷电流幅值有关，通常在10 ～ 100米之间。 B、雷击数学模型 Hr≈9.4×I2/3 先导与地面目标的距离等于击距时，才受地面影响而定向， （GB50057-94）规范规定，一、二、三类对应的滚球半径为30、45、60米。
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雷雨来时尽量不要呆在外面，更不要到 江河、湖泊、池塘、坑边等处钓鱼、划船或 游泳，也不要站在高处，如山顶、楼顶或其 他接近导电性高的物体，而要站到地势比较 低的不宜导电的地方。同时，如不得已在户 外行走，要远离树木和桅杆，尽量避开电线 杆的斜拉铁线，不要接触天线、水管、铁丝 网、金属门窗、建筑外墙等易导电的物体。
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超六成故障源于制造质量问题
制造质量 运营管理
6
各公司所占故障率比例
长客股份 唐车公司 四方股份 BSP
按制造厂商来分，目前制造动车组的四大公司设备皆有故障发生， 其中长客股份56件，百万公里故障率9.32件；唐车公司30件，百万 公里故障率5.62件；四方股份11件，百万公里故障率1.04件；BSP 公司9件，百万公里故障率1.96件。
13
高铁牵引电网的电源接入，一般来自220kV 或110kV变电站，通常都应该由两路相互独 立的电源进线引入牵引变压器，牵引变周边 的防雷主要由避雷针、避雷器等构成，由于 处于和国家电网的接口位置，防雷设计的相 关规范必定是依照电力网的通用做法，防雷 的可靠性是有保障的。
与高铁系统频频遭遇雷击、屡屡出现派生故障形 成鲜明对照的是，电力系统抗雷电袭击的能力很 强。就在“7•23”高铁因雷击而产生一系列派生 故障和严重追尾事故的那段时间，电力系统对温 州附近高铁所属火车站和电铁牵引站的供电专 线，“均未受雷雨天气影响，运行正常”
7
影响高铁运输安全的“三大因素”
1 维持铁路运输生产所必备的先进技术设备 2 完善的规章制度 3 高素质的运营人员
8
近年因雷击造成火车事故一览： 京沪高铁曲阜、滕
2006.8.3
上海开往南京 的D406次动车 被雷电击中， 其受电弓受损 导致列车停 驶，晚点70分 钟。
州、枣庄区段供电 线路遭雷击，造成 接触网故障，北京 开往上海方向的 G151次等12趟列
16
带 有 架 空 地 线 的 牵 引 网
：
对比一下实际的高铁牵引网，显然，这
样的架空地线由于总造价高，被我们的
铁道部的技术规范和谐了。
17
解决高铁接触网雷击问题的措施：
就这么简单？？？
首先就要在雷电高发地区架设 避雷线。
其次，增加避雷接地装置的钢铁埋
入量，按规范减小接地电阻，以利
于雷电入地，提高现有避雷针、避
对于C级区，一般只在牵引变电所出 口、接触网隔离开关、电缆接头或连
接处等重要部位设置避雷器。
15
2008年，某“铁道勘察设计院”的两位年轻工程师， 对电气化铁路“广深线”接触网提出了架设避雷线和增 加避雷器的防雷建议。 （1）、在“广深线”全线架设避雷线；(见下图)
（2）、增加接地数量和降低接地电阻（接地电阻越小， 越容易将雷电引入大地）； （3）、适当增设避雷器。
日本根据雷击频度及线路重要程度， 将防雷等级划分为A、B、C三级区 A域级。区雷害严重且线路重要，全线接 触网都架设避雷线，同时在牵引变电 所出口、接触网隔离开关、电缆接头 或连接处、架空避雷线地线终端等重 要部位设置避雷器。
B级区雷害较重且线路重要，对部分 特别地段的接触网架设避雷线，同时 在相同的重要部位设置避雷器。
14
德国与日本高铁防雷措施比较
欧洲的电气化铁路中很少见到接触网 避雷装置的原因：
文献资料显示，欧洲中部地区每 100公里接触网在1年时间内可能遭 受1次雷击。基于这一很低的雷击数 据，德国铁路接触网一般只在他们认 为雷电较多的地段使用避雷器。出于 经济与防护效益比较，他们在其它雷 电较少的区段，一般都不考虑设置防 雷装置。
雷器的防雷效率。
就这么简单！！！
以上内容仅为个人观点， 并不代表任何人， 如有不妥，欢迎批评指正！！！
18
19
从事故现场的清理图片来看，显然也只有一个 接触线和承力索，这样一个高高在上的导线， 在电闪雷鸣的时候，想让雷公避让都难！！！
12
高铁采用的是交流高压27.5KV接触网。以前的电力 机车由于位置较低，被直接落地雷雷击的几率较 小。而高铁动车沿线一般高架，动辄数十米，被雷 击的概率要大得多。在雷雨气候多发的地区，架设 沿线的避雷地线是唯一选择，靠间隔分布的避雷器 是无济于事的。
发电厂、变电站等重要场所进、出线端可装设避雷器，防止雷 电入侵波
3—35KV架空线路，由于绝缘水平低，通常只有一个绝 缘子，可以直接利用钢筋混泥土柱子自然接地，并采用 中性点不接地，而不用架设避雷线。
110KV、220KV输电线路，一般全线架设避雷 线，在雷电活动特别强烈的区域，还可架设双 避雷线。
专题研讨
——高铁防雷技术
1
“7.23”高铁之殇
两列动车追尾现场
事故现场，断裂的车厢呈 九十度倾斜
2
相信大家在网上都已经 看到很多了！！！
3
高铁 “三
高”
票 价 高
4
扩张速度高
5
最要命的是“故障率高”
高铁故障率：7月故障168起
故障率
一份铁道部运输局发给各铁路局、长客、南车四方等机车 制造厂商的《关于7月动车组行车设备故障情况的通报》显 示，7月1日-31日，全路共发生动车组行车设备故障168 件，因主机厂设计制造质量方面原因造成的设备故障106 件。
330KV及以上电压均采用权果。
目前高铁沿线的牵引电网主要 依靠分隔的避雷器和接地线接 闪防雷
10
高铁接触网与高压输电线防雷技 术的主要区别：
铁路系统的牵引网与电力系统有 很多相似之处，但并没有吸收电 力系统防雷的成熟经验，高速铁 路设计规范中却没有强制架设避 雷线的相关规定，仅仅采取与电 力系统类似的防雷措施。 11
2009.8.22
车不同程度延误。
京广线汉口至黄陂 横店段，因供电设 施遭到雷击，中断 一个多小时。20余 趟南下客车晚点， 最长达5小时。
2007.7.10
上海开往杭州的 D5673次动车，中 途停车晚点；次 日，广东东莞发生 类似事故。原因疑 为接触网遭雷击出 现断裂。
2011.7.3
9
电力系统输电线路与高铁防雷措施比较
制造质量 运营管理
6
各公司所占故障率比例
长客股份 唐车公司 四方股份 BSP
按制造厂商来分，目前制造动车组的四大公司设备皆有故障发生， 其中长客股份56件，百万公里故障率9.32件；唐车公司30件，百万 公里故障率5.62件；四方股份11件，百万公里故障率1.04件；BSP 公司9件，百万公里故障率1.96件。
13
高铁牵引电网的电源接入，一般来自220kV 或110kV变电站，通常都应该由两路相互独 立的电源进线引入牵引变压器，牵引变周边 的防雷主要由避雷针、避雷器等构成，由于 处于和国家电网的接口位置，防雷设计的相 关规范必定是依照电力网的通用做法，防雷 的可靠性是有保障的。
与高铁系统频频遭遇雷击、屡屡出现派生故障形 成鲜明对照的是，电力系统抗雷电袭击的能力很 强。就在“7•23”高铁因雷击而产生一系列派生 故障和严重追尾事故的那段时间，电力系统对温 州附近高铁所属火车站和电铁牵引站的供电专 线，“均未受雷雨天气影响，运行正常”
7
影响高铁运输安全的“三大因素”
1 维持铁路运输生产所必备的先进技术设备 2 完善的规章制度 3 高素质的运营人员
8
近年因雷击造成火车事故一览： 京沪高铁曲阜、滕
2006.8.3
上海开往南京 的D406次动车 被雷电击中， 其受电弓受损 导致列车停 驶，晚点70分 钟。
州、枣庄区段供电 线路遭雷击，造成 接触网故障，北京 开往上海方向的 G151次等12趟列
16
带 有 架 空 地 线 的 牵 引 网
：
对比一下实际的高铁牵引网，显然，这
样的架空地线由于总造价高，被我们的
铁道部的技术规范和谐了。
17
解决高铁接触网雷击问题的措施：
就这么简单？？？
首先就要在雷电高发地区架设 避雷线。
其次，增加避雷接地装置的钢铁埋
入量，按规范减小接地电阻，以利
于雷电入地，提高现有避雷针、避
对于C级区，一般只在牵引变电所出 口、接触网隔离开关、电缆接头或连
接处等重要部位设置避雷器。
15
2008年，某“铁道勘察设计院”的两位年轻工程师， 对电气化铁路“广深线”接触网提出了架设避雷线和增 加避雷器的防雷建议。 （1）、在“广深线”全线架设避雷线；(见下图)
（2）、增加接地数量和降低接地电阻（接地电阻越小， 越容易将雷电引入大地）； （3）、适当增设避雷器。
日本根据雷击频度及线路重要程度， 将防雷等级划分为A、B、C三级区 A域级。区雷害严重且线路重要，全线接 触网都架设避雷线，同时在牵引变电 所出口、接触网隔离开关、电缆接头 或连接处、架空避雷线地线终端等重 要部位设置避雷器。
B级区雷害较重且线路重要，对部分 特别地段的接触网架设避雷线，同时 在相同的重要部位设置避雷器。
14
德国与日本高铁防雷措施比较
欧洲的电气化铁路中很少见到接触网 避雷装置的原因：
文献资料显示，欧洲中部地区每 100公里接触网在1年时间内可能遭 受1次雷击。基于这一很低的雷击数 据，德国铁路接触网一般只在他们认 为雷电较多的地段使用避雷器。出于 经济与防护效益比较，他们在其它雷 电较少的区段，一般都不考虑设置防 雷装置。
雷器的防雷效率。
就这么简单！！！
以上内容仅为个人观点， 并不代表任何人， 如有不妥，欢迎批评指正！！！
18
19
从事故现场的清理图片来看，显然也只有一个 接触线和承力索，这样一个高高在上的导线， 在电闪雷鸣的时候，想让雷公避让都难！！！
12
高铁采用的是交流高压27.5KV接触网。以前的电力 机车由于位置较低，被直接落地雷雷击的几率较 小。而高铁动车沿线一般高架，动辄数十米，被雷 击的概率要大得多。在雷雨气候多发的地区，架设 沿线的避雷地线是唯一选择，靠间隔分布的避雷器 是无济于事的。
发电厂、变电站等重要场所进、出线端可装设避雷器，防止雷 电入侵波
3—35KV架空线路，由于绝缘水平低，通常只有一个绝 缘子，可以直接利用钢筋混泥土柱子自然接地，并采用 中性点不接地，而不用架设避雷线。
110KV、220KV输电线路，一般全线架设避雷 线，在雷电活动特别强烈的区域，还可架设双 避雷线。
专题研讨
——高铁防雷技术
1
“7.23”高铁之殇
两列动车追尾现场
事故现场，断裂的车厢呈 九十度倾斜
2
相信大家在网上都已经 看到很多了！！！
3
高铁 “三
高”
票 价 高
4
扩张速度高
5
最要命的是“故障率高”
高铁故障率：7月故障168起
故障率
一份铁道部运输局发给各铁路局、长客、南车四方等机车 制造厂商的《关于7月动车组行车设备故障情况的通报》显 示，7月1日-31日，全路共发生动车组行车设备故障168 件，因主机厂设计制造质量方面原因造成的设备故障106 件。
330KV及以上电压均采用权果。
目前高铁沿线的牵引电网主要 依靠分隔的避雷器和接地线接 闪防雷
10
高铁接触网与高压输电线防雷技 术的主要区别：
铁路系统的牵引网与电力系统有 很多相似之处，但并没有吸收电 力系统防雷的成熟经验，高速铁 路设计规范中却没有强制架设避 雷线的相关规定，仅仅采取与电 力系统类似的防雷措施。 11
2009.8.22
车不同程度延误。
京广线汉口至黄陂 横店段，因供电设 施遭到雷击，中断 一个多小时。20余 趟南下客车晚点， 最长达5小时。
2007.7.10
上海开往杭州的 D5673次动车，中 途停车晚点；次 日，广东东莞发生 类似事故。原因疑 为接触网遭雷击出 现断裂。
2011.7.3
9
电力系统输电线路与高铁防雷措施比较