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电气化铁路27.5kV电缆金属护屋雷击感应电压特性的研究
| 论文题名： | 电气化铁路27.5kV电缆金属护屋雷击感应电压特性的研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;电缆金属护层;雷击感应;电压特性;分布式参数模型 |
| 摘要： | 当雷电流入侵电缆线芯时，由于线芯上产生的磁力线交链金属护层，金属护层上就会感应出过电压，可能破坏电缆主绝缘和外护套。我国铁路线路分布广阔，线路较长，地理环境较复杂，接触网极易遭受雷击。由于铁路沿线的气候土质条件不尽相同，使得入侵电缆线芯的雷击波在金属护层上感应出的过电压特性有很大的差异。据有关部门统计显示，很多电缆故障都是因为金属护层或外护套遭到损坏而引起的。因此研究电气化铁路27.5kV电缆金属护层的雷击感应过电压特性对工程有很重要的意义。 文章利用单位长度的电气参数构建电缆分布式参数模型，并利用波理论验证模型的准确性。通过深入研究单芯交联聚乙烯电缆护层感应电压的产生机理，确定了金属护层一端接地时雷击感应过电压的计算方法，并结合算例分析计算了金属护层在一端接地时，另一端装设保护器或不装设保护器两种状况下的雷击感应过电压值，得出结论:为了安全起见，无论电缆线芯与接触网连接处是否装设避雷器，金属护层上仍然需要加装护层保护器来抑制金属护层雷击感应电压，而且护层保护器加装在金属护层首端，更有利于延长其使用寿命。由于长度较长的高压单芯电缆，工程上有必要采用金属护层交叉互联的接地方式，文章也讨论了这种接地方式下护层不装设保护器时雷击过电压的计算方法。 在搭建好的电缆分布式参数模型基础上，利用Simulink软件仿真计算不同工况下雷电流沿接触网入侵电缆线芯时，金属护层上的雷击感应电压，探讨避雷器接地电阻、土壤电阻率、电缆长度、入侵电缆线芯的雷电流波形、末端阻抗对金属护层雷击感应电压特性的影响。结果表明:金属护层雷击感应电压最大值随着避雷器接地电阻的增加呈线性比例增加，当接地电阻＞7Ω时，金属护层雷击感应电压最大值超过外护套冲击耐受电压;避雷器故障导致绝缘子发生雷击闪络时，如果土壤电阻率ρ＞800Ω·m，金属护层感应电压最大值超出外护套雷电冲击耐受电压，可能击穿电缆外护套;长度为500m的电缆上的护层雷击感应电压最大值最小;护层的感应电压最大值随着入侵电缆线芯的雷电波陡度（幅值）的增大而增大，但其增长率下降;当电缆末端短路或接有较大容性阻抗时，护层雷击感应电压很大，远远超过外护套的雷电冲击耐受电压;当电缆末端开路或接有较大感性阻抗时，护层雷击感应电压比较小。 |
| 作者： | 高强 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 周利军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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