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TB／T 3551-2019 高速铁路牵引供电系统雷电防护技术导则简介：

《TB/T 3551-2019 高速铁路牵引供电系统雷电防护技术导则》是中华人民共和国铁道行业标准，由中国国家铁路集团有限公司发布，于2019年12月26日正式实施。该标准主要针对高速铁路牵引供电系统，为防止雷电对供电系统造成损害，提供了详细的技术指导和防护措施。

该导则主要涵盖了以下几个方面：

1. 雷电防护原则：规定了牵引供电系统雷电防护应遵循的基本原则，包括预防为主、综合治理、技术与管理相结合等。

2. 雷电防护设计：详细规定了牵引供电系统的雷电防护设计要求，包括系统接地、防雷设备选型、防雷设施布局等。

3. 雷电防护施工：对雷电防护设施的安装、调试、验收等施工阶段的步骤和要求进行了明确。

4. 雷电防护运行维护：提出了牵引供电系统雷电防护的运行监控、故障处理、定期检查等维护措施。

5. 雷电防护技术评估：规定了对牵引供电系统雷电防护效果的评估方法和周期。

总的来说，该标准为高速铁路牵引供电系统的雷电防护提供了全面、详细的技术指导，对于保障高速铁路的安全、稳定运行具有重要意义。

TB／T 3551-2019 高速铁路牵引供电系统雷电防护技术导则部分内容预览：

反击backflashove

4.1雷暴日和地闪密度

高速铁路走廊呈线状分布，距离长，地域跨度大，沿线雷电活动有差异，宜采用广域雷电地闪监测 系统获得的走廊沿线地闪密度表征。当缺乏广域雷电地闪监测数据时【保山市】《中心城市规划管理办法》（试行）（2014年），可通过经验公式（1）由雷暴日 近似换算得到。

N,=0.023XT

N—地闪密度，单位为次每平方公里每年[次/（km²·a)]； Ta雷暴日，单位为天（d)。 注1：雷电是由带电荷的云体引起的大气放电现象。雷电放电有云闪和地闪两种形式，地闪放电是造成地面基础 设施损毁的主要因素。 注2：雷暴日是对雷电活动强度的趋势性描述，且无法区分云闪和地闪放电。 注3：地闪密度可由广域雷电地闪监测系统通过探测雷电电磁辐射信号经反演计算获得，监测系统只统计地闪放 中，既能给出区域范围的地闪密度，也可给 度，表征中活动重准确

按照GB/T500642014 可用公式（2）所示的概率分布函数计 算，陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区（平均年雷暴日在20d及以下）雷电流幅值可用公 （3）所示的概率分布函数计算

降低。在支柱上方架设架空地线后，对AF线和T线形成屏蔽，只有低幅值雷电才能绕过架空地线击中导 线，但概率很小。架空地线接闪雷电后，雷电流经架空地线和支柱分流入地，只有当雷电流幅值较大时才 会引起绝缘子反击闪络。另外，架空地线还对雷击接触网附近大地时产生的感应过电压起屏蔽作用。 架空地线屏蔽效果与保护角有关，保护角越小，屏蔽效果越好。对接触网支柱顶端架空地线，架设 位置越高，对AF线保护角越小，但架空地线本身的引雷作用会随着高度的增加而增强。架空地线高 度确定要权衡屏蔽作用与引雷效果。

串联间隙金属氧化物避雷

端。正常运行电压、操作过电压和工频过电压下，串联间隙不击穿；幅值足够高的雷电过电压作用下 串联间隙击穿放电，雷电过电压施加到避雷器本体上，由于金属氧化物电阻片具有良好的非线性伏安 等性，避雷器本体瞬间呈现低阻抗，释放雷电能量，随后避雷器本体恢复高阻抗，阻断系统对地T.频续 流，串联间隙恢复绝缘状态。该避雷器适合作为线路防雷保护措施。 外串联间隙金属氧化物避雷器应用于高速铁路接触网绝缘子防雷保护时，安装避雷器的绝缘子不 再发生雷击闪络，降低接触网雷击跳闸率。该避雷器在系统正常运行时，工作电压绝大部分加在串联 间隙上，避雷器本体电阻片几乎不存在老化损环的问题，可以免维护。 依据故障导向安全原则，应用于高速铁路接触网的外串联间隙金属氧化物避雷器，为避免脱落或 爆炸引起碎块撞击列车，应具有可靠的防松脱和防爆性能。 外串联间隙金属氧化物避雷器本体宜选用复合绝缘材料外护套，相比瓷质外护套，具有耐污移、耐 电蚀能力强、重量轻等优点， 接触网用外串联间隙金属氧化物避雷器的典型结构形式和主要技术参数参见附录A。

5.3无间随金属氢化物避需器

无间隙金属氧化物避雷器井联安装在设 过电压作用下，避雷器动作呈现低阻抗，释放雷电能量，随后避雷器迅速恢复高阻抗，阻断系统对地续 流。无间隙避雷器动作响应时间为纳秒级，具有优良的伏安特性，能与设备内绝缘特性良好配合，可作 为一种较为理想的变电设备防雷保护措施， 无间隙金属氧化物避雷器应用于高速铁路接触网防雷保护时，并联于绝缘子两端，避雷器长期承 担系统运行电压，可能出现老化故障，需要定期检测维护，与应用于牵引变电所情况相比，运维T.作量 大，且检测实施困难。接触网线路雷电防护不宜采用无间隙金属氧化物避雷器

并联间隙由一对金属电极构成，固定在绝缘子两端，在雷电过电压作用下，间隙击穿，释放雷电能 量，随后系统工频续流电弧在电磁力作用下，沿电极向离开绝缘子方向移动，弧根固定在电极端部燃 烧，避免烧伤绝缘子造成永久接地故障。 并联间隙结构简单，成本低，应用并联间隙保护与不采取措施情况相比，雷击跳闸率会略有增加， 但可降低接触网运行维护工作量。 接触网用并联间隙的典型结构形式和主要技术参数参见附录B。

6接触网雷电防护原则及实施

雷电击中接触网附近大地或高算物体时，通过电磁耦合作用在AF线和T线上产生感应过电压 线路耐雷水平一般大于45kA，接触网因感应雷引起的跳闸率较直击雷引起的跳闸率低得多。 表1给出了典型接触网无防雷措施时的雷击跳闻率计算结果

表1接触网无防雷措施时的雷击跳闸率

注1：表中数据对应雷电地闪密度为2.78次/（km²·a)，折算到雷暴日约为40d。雷击跳闸率与地闪密度呈线性 正比关系，不同地闪密度对应的雷击跳闸率可在表中数据基础上进行折算获得， 注2：当实际土壤电阻率介于表中给定的两个数值之间时，雷击闸率应取表中土壤电阻率高者对应的数值， 注3：当实际轨面高度介于表中给定的两个数值之间时，雷击跳闸率应根据表中两个轨面高度对应的数值进行线 性捕值计算。 注4：在计算一个供电臂内接触网雷击跳闸次数时，将供电臂按照轨面高度、大地土壤电阻率、雷电地闪密度按参 数相近原则划分为若干特征段，查表中数据获得各特征段雷击跳闸次数，累加各特征段跳闸次数获得供电 臂的雷击跳闸次数。 注5：表中数据对应AF线悬挂点距离轨面7.42m、承力索悬挂点距离轨面6.9m、接触线距离轨面5.3m、AF线 距离线路中心线4.65m计算得出

注1：表中数据对应雷电地闪密度为2.78次/（km²·a)，折算到雷暴日约为40d。雷击跳闸率与地闪密度呈线性 正比关系，不同地闪密度对应的雷击跳闸率可在表中数据基础上进行折算获得 注2：当实际土壤电阻率介于表中给定的两个数值之间时，雷击闸率应取表中土壤电阻率高者对应的数值， 注3：当实际轨面高度介于表中给定的两个数值之间时，雷击跳闸率应根据表中两个轨面高度对应的数值进行线 性捕值计算。 注4：在计算一个供电臂内接触网雷击跳闸次数时，将供电臂按照轨面高度、大地土壤电阻率、雷电地闪密度按参 数相近原则划分为若干特征段，查表中数据获得各特征段雷击跳闸次数，累加各特征段跳闸次数获得供电 臂的雷击跳闸次数。 注5：表中数据对应AF线悬挂点距离轨面7.42m、承力索悬挂点距离轨面6.9m、接触线距离轨面5.3m、AF线 距离线路中心线4.65m计算得出

当沿铁路走廊附近存在高大树木、构筑物时，这些物体会对接触网形成雷电屏蔽，实际接触网雷击 跳闸率小于表1计算结果，参照表1进行雷电防护设计偏严格，应视铁路走廊沿线屏蔽物分布情况，研 究评估实际雷击跳闸率。

6. 1. 2 ± 一般性原则

接触网雷电防护以防直击雷为主，兼防感应雷。 综合考虑土壤电阻率、走廊沿线地闪分布、接触网导线对地高度等影响因素，按照技术经济优化原 则实施差异化防护，优先选用架空地线措施，配合选用避雷器措施，特定条件下可差别少量选用并联间 隙措施。 对设置在临近接触网两侧的其他铁路设施、设备，会受到接触网屏蔽作用，接触网为这些设施、设 备提供的直击雷保护范围可

6.2架空地线措施实施

电防护。 6.2.2架空地线宜架设在支柱顶端，对地高度较AF线高出2m～2.5m（直供供电方式时对地高度较 T线高出1.5m~2m）。典型T.程安装示意参见图D.1。 6.2.3宜将架空地线在每根支柱处接地，为雷电流向大地泄放提供通道。降低支柱的接地阻抗陕09J11 附属建筑，可提 高架空地线的保护效果，对于路基段的钢支柱，宜将支柱与基础结构钢筋电气连通，对于路基段的混凝 土支柱，应将架空地线与支柱内的接地引下线连通。

6.2.4表2给出了接触网采用架空地线 附录E同时给出了地闪密度 为0.78次/（km²·a）（近似雷暴日15d）、1.91次/（km²·a)（近似雷暴日30d）、4.71次/（km²·a)（近 以雷暴日60d）、7.98次/（km·a)（近似雷暴日90d)和11.61次/（km²·a）（近似雷暴日120d)时，架 空地线典型设置方式下的雷击跳闸率详细计算结果，方便设计参考

表2接触网采用架空地线措施后的雷击跳闸率

注1：表中数据对应雷电地闪密度为2.78次/(km²·a)，折算到雷暴日约为40d。雷击跳闸率与地闪密度呈线性正 比关系，不同地闪密度对应的雷击跳闸率可在表中数据基础上进行折算获得。 注2：当实际土壤电阻率介于表中给定的两个数值之间时，雷击跳闸率应取表中土壤电阻率高者对应的数值。 注3：当实际轨面高度介于表中给定的两个数值之间时，宙击跳闸率应根据表中两个轨面高度对应的数值进行线 性捕值计算。 注4：在计算一个供电臂内接触网雷击跳闸次数时，将供电臂按照轨面高度、大地土壤电阻率、雷电地闪密度按参 数相近原则划分为若干特征段，查表中数据获得各特征段雷击跳闸次数，累加各特征段跳闸次数获得供电 臂的雷击跳闸次数。 注5：表中数据对应AF线悬挂点距离轨面7.42m、承力索悬挂点距离轨面6.9m、接触线距离轨面5.3m、AF线 距离线路中心线4.65m计算得出。

比关系，不同地闪密度对应的雷击跳闸率可在表中数据基础上进行折算获得 注2：当实际土壤电阻率介于表中给定的两个数值之间时，雷击跳闸率应取表中土壤电阻率高者对应的数值， 注3：当实际轨面高度介于表中给定的两个数值之间时，宙击跳闸率应根据表中两个轨面高度对应的数值进行线 性插值计算。 注4：在计算一个供电臂内接触网雷击跳闸次数时，将供电臂按照轨面高度、大地土壤电阻率、雷电地闪密度按参 数相近原则划分为若干特征段，查表中数据获得各特征段雷击跳闸次数，累加各特征段跳闸次数获得供电 臂的雷击跳闸次数。 注5：表中数据对应AF线悬挂点距离轨面7.42m、承力索悬挂点距离轨面6.9m、接触线距离轨面5.3m、AF线 距离线路中心线4.65m计算得出。

6.2.5牵引变电所近区接触网遭受直击雷产生的高幅值雷电侵人波对所内设备绝缘危害较大，为降 低损害概率，宜在架空供电线上方设置架空地线，架空地线的设置长度不应小于1km。当架空供电线 长度小于1km时，可考虑在上网点处接触网两侧继续设置架空地线，各单侧方向接触网架空地线长 度与架空供电线架空地线长度之和不小于1km。架空供电线上架空地线典型T程安装示意参见 图D.2

JGJ∕T 395-2017 铸钢结构技术规程6.3外串联间隙金属氧化物避雷器措施实施