评测复线高架区段电气化铁路雷击跳闸率的方法

摘要

本发明公开了一种测量电气化铁路复线高架区段接触网雷击跳闸率的方法，该方法包括：第一步，获取电气化铁路线路参数；第二步，确定接触网不同雷击类型的影响区域，计算单侧雷击类型分界点坐标；第三步，计算复线感应雷击跳闸率；第四步，计算复线反击跳闸率；第五步，计算复线绕击跳闸率；第六步，确定复线总跳闸率。该方法计算方便，且解决了电气化铁路雷击跳闸率计算困难的问题。

主权项

一种测量电气化铁路复线高架区段接触网雷击跳闸率的方法，其特征在于它包括以下步骤：第一步，获取电气化铁路线路参数，包括高架桥对地高度，承力索、回流线对高架桥面高度，承力索、回流线到支柱内侧的距离，复线上下行线路中心距离，绝缘子串的50％冲击放电电压，回流线半径，雷电日，落雷密度，绝缘子串平均运行电压梯度，支柱接地电阻，支柱等效电感，雷电流波头时间，电晕校正系数，支柱两侧相邻回流线的电感并联值；第二步，计算单侧分界点A、B、C的坐标，计算公式如下：式中： λ₃＝λ₂²+1 λ₄＝2λ₁λ₂‑2(h_c+H) λ₅＝λ₁²+(h_c+H)²‑r_c²式中：H为高架桥对地高度，单位：m；h_g为回流线对高架桥面高度，单位：m；h_c为承力索对高架桥面高度，单位：m；a为承力索到支柱内侧的距离，单位：m；b为回流线到支柱内侧的距离，单位：m；c为复线上下行线路中心距离，单位：m；r_c为雷电先导对承力索击距，单位：m；r_g为雷电先导对回流线击距，单位：m；r_e为雷电先导对大地击距，单位：m；第三步，划分不同雷击类型的影响区间，感应雷击对应的区间长度为(‑∞，x_a)区间的2倍，反击对应的区间长度为(x_a，x_b)的2倍，绕击对应的区间长度为(x_b，x_c)的2倍；第四步，按照下式计算复线感应雷击跳闸率：其中：Υ＝0.023T_d^0.3为落雷密度，单位：次/km²·天；T_d为雷电日，单位：天/年；f(I)为雷电流概率密度，η为建孤率，ΔL为感应雷击区间的有效投影长度；η计算公式如下：η＝(4.5E^0.75‑14)×10^‑2式中：E为绝缘子串平均运行电压梯度，单位：kV/m；雷电流概率密度f(I)计算公式如下：ΔL计算公式如下：其中：式中：H为高架桥对地高度，I为雷电流幅值，单位：kA，h_g为回流线对高架桥面高度，h_c为承力索对高架桥面高度，k₀为回流线与承力索之间的几何耦合系数，U_50％为绝缘子串的50％冲击放电电压，单位：kV；k₀按下式计算：式中：d′为承力索与回流线镜像间的距离，单位：m；d为承力索与回流线间的距离，单位：m；r为回流线半径，单位：m；计算感应雷击跳闸率公式中的积分下限I_e按下式确定：其中：式中：β为支柱分流系数，R_i为支柱接地电阻，单位：Ω；k为回流线与承力索之间的耦合系数，L_t为支柱等效电感，单位：μH；τ_f为雷电流波头时间，单位：μs；其中k＝k₁k₀，k₁为电晕校正系数，接触网取1.15；式中：L_g为支柱两侧相邻回流线的电感并联值，单位：μH；积分上限I_max根据线路的重要程度或行业的具体要求取值，或按分布概率为90％或99％时的雷电流幅值进行估算；第五步，按照下式计算复线反击雷击跳闸率：积分下限I_g、积分上限I_max取值同上；第六步，按照下式计算复线绕击跳闸率：式中积分下限积分上限I_max按x_b＝c/2＝x_c时进行求解；式中：c为复线上下行线路中心距离；若令r_c＝r_g＝r_e，则I_max按下式计算：式中：第七步，按照下式计算接触网复线总雷击跳闸率：n＝n_ay+n_g+n_c式中：n_gy为复线感应雷击跳闸率，n_g为复线反击雷击跳闸率，n_c为复线绕击跳闸率。