南京地铁S8号线高架桥段防雷设计

论文总字数：15522字

目 录

摘要 1

0 引言 3

1 案例分析 4

2 现场勘查 5

3 建筑物防雷等级划分 5

3.1 建筑物等效面积 6

3.2 雷击年平均密度 6

3.3 建筑物年预计雷击次数 7

4

摘要：当今社会环境下，南京的城市人口密度增大迅速，城市的规模扩张迅捷，地铁的发展更加迅速，许多城市的地铁线路已不再只建设于地下部分，地面段与高架桥段的地铁已经开通并运行。并且，地铁高架桥路段一般都是位于空旷的公路之上，周围没有高大建筑物，从而雷电闪击就成了地铁高架桥路段威胁地铁安全运行最大的因素。为了降低地铁行驶中的不安全隐患，提高城市地铁交通的安全性，保障人们日常出行，本文针对南京地铁宁天S8号线高架桥路段，以站为例，对其进行了防雷等级划分，对该站的综合布线、防雷电波入侵以及浪涌保护器的设计进行分析，给出了地铁高架站台的雷电防护设计方案。根据计算该线的高架桥路段之间的接触网、桥墩等的雷电参数，总结出了地铁高架桥路段之间符合规范的防雷措施实施方法，最终给出南京宁天S8号线高架桥段合理的雷电防护措施，为宁天S8号线以及其他南京地铁高架桥路段的防雷提供参考。

关键词：地铁高架站台；接触网；雷电参数；浪涌保护器；防雷措施

Abstract: in today's social environment, the urban population density of Nanjing is increasing rapidly, the scale of the city expansion and the rapid development of the subway, the subway lines in many cities are no longer only built in the underground, the ground section and the elevated bridge section have been opened and run. In addition, the subway viaduct sections are generally located on the open road, and there are no tall buildings around it, so lightning flashing becomes the biggest factor that threatens the safe operation of the subway. In order to reduce the unsafe hidden danger of subway operation, improve the safety of the subway operation and ensure people's daily travel, according to the Nanjing subway ningtian S8 viaduct section, taking the Nanjing University of Information Science and Technology station as an example, the lightning protection grade is divided, and the comprehensive wiring, lightning protection and surge protector of the station are carried out. The design principle of lightning protection for elevated platform is proposed. According to the lightning parameters of the contact network and pier between the viaduct sections of the line, the lightning protection measures are put forward for the subway viaduct section, and the reasonable lightning protection measures are given in Nanjing ningtian S8 line elevated bridge section. For reference,it is the lightning protection for ningtian S8 line and the other Nanjing subway viaduct sections.

Key words: subway elevated platform; overhead contact line; lightning parameters; surge protector; lightning protection measures

0 引言

我国近些年来，轨道交通业在城市中迅速发展，像轻轨、地铁和城际高铁专线等都已经日渐成熟，与此同时，人们快捷的生活方式，使用的次数也愈来愈多，其中以地铁的建设尤为迅猛。在南京地区，雷电的发生极为常见，其感应的雷电过电压可达到几十万甚至百万伏，如此量级的电压损坏任何轨道交通系统中的电气设备都是轻而易举的，从而使轨道交通系统整体瘫痪，引发交通事故。地铁高架桥路段的站台、线路、接触网等直接暴露在外，更加容易于被雷击中，事故常常是由直击雷引起供电线路的短路或断路，而感应雷相对较少。因此地铁高架桥路段的防雷设计有实际的研究意义。

南京宁天S8号线的供电方式为接触网供电（直流1500V），这点比起高铁来，虽然差异明显，但在该条线路中也相似地采用了大批轨道高架结构，使得地铁在高空中运行，受到雷击概率变大。因此对此条地铁线路的高架桥区段有开展防雷设计研究的必要。基于宁天S8号线地铁现实中的架设情况，以站为例，对其进行综合的防雷设计，通过ATP-EMTP对浪涌保护器的检测试验，完善雷电防护设计，提出地铁高架站台的雷电防护设计原则；计算雷电流参数，为宁天s8号线高架桥路段接触网及桥墩的防雷提供参考。提出全面综合的防雷措施，从而增加地铁系统运行的安全性，为人们的生活出行提供保障，为其他地铁高架桥的防雷设计提供参考。

当今在地铁高架接触网的雷电防护方面主要针对一般铁路，在国内，方春华等人从地铁供电制式的角度出发，讨论出了有关地铁接触网雷电防护设计的措施^[1]。周军等人在地铁接触网的设计中建立了高架区段的电气软件模型，并且在雷电击中不同部位时，给了断路率理论公式计算以及评估方法^[2]。关志成等人对高速运行的地铁供电系统分析了其已有的防雷措施，提出了该系统防雷设计的缺陷与不足^[3]。王永福等人通过对地铁接触网防雷保护性能的评估，做出了能够给地铁接触网提供保护效果的模型，提出了高速地铁接触网的防雷方案^[4]。在国外，R.H.GOLED注意到建高度对供电线路的影响，率先建立了电气几何模型^[5]。Eriksson A J.等人发现了供电线路对雷电有吸引，增加了吸引距离，更改了之前的电气几何模型^[6~7]。Kitchin F B.等学者基于已经建立的等效电路模型和铁路接触网之间的关联，在电气化轨道供电线路方面的防雷设计进行了研究^[8]。Paul D.等人在研究地铁直流供电系统的受雷击水平方面，运用了等效电路模型^[9]。

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