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第一篇 防雷与接地的原理3

第1章 电气化轨道交通发展概况3

1．1 电气化铁路的发展概况3

1．1．1 电气化铁路的发展历史3

1．1．2 高速铁路的发展概况4

1．1．3 我国高速铁路的发展规划9

1．2 城市轨道交通的发展概况11

1．2．1 城市轨道交通行业特点11

1．2．2 世界城市轨道交通的发展概况12

1．2．3 我国城市轨道交通的发展概况15

1．3 防雷与接地技术的重要意义19

参考文献21

第2章 雷电机理及其参数统计法22

2．1 雷电机理及其参数22

2．1．1 雷电机理22

2．1．2 雷电参数24

2．1．3 雷电流波形参数估计27

2．2 雷电参数的监测统计35

2．2．1 雷电参数的监测方法35

2．2．2 区域雷电参数统计37

2．2．3 架空线路走廊的雷电参数统计42

2．3 火花放电通道选择性实验45

2．3．1 实验装置介绍46

2．3．2 火花放电选择性分析47

参考文献50

第3章 架空线路雷击特性52

3．1 反击计算方法分析52

3．1．1 反击的规程分析法53

3．1．2 反击的PSCAD仿真分析法57

3．1．3 反击耐雷水平的影响因素59

3．2 绕击计算方法分析61

3．2．1 电气几何模型的三维拓展62

3．2．2 输电线路绕击率的三维分析63

3．3 避雷器在输电线路防雷中的应用65

3．3．1 避雷器安装方式66

3．3．2 避雷器的保护范围68

3．3．3 避雷器放电电流和能量69

参考文献70

第4章 接地网的测量方法72

4．1 地电参数72

4．1．1 土壤电阻率及影响因素72

4．1．2 特殊土壤77

4．1．3 异质土壤的影响82

4．2 土壤电阻率的测量86

4．2．1 均匀土壤电阻率的测量88

4．2．2 不均匀土壤电阻率的测量91

4．2．3 CSAMT技术的应用97

4．2．4 土壤参数的数值分析100

4．3 地网接地电阻的测量103

4．3．1 接地电阻的测量原理及方法103

4．3．2 影响接地参数测试的因素114

4．3．3 变频数字式接地电阻测量装置117

参考文献122

第5章 接地降阻的方法及其原理123

5．1 外引地网的降阻效果分析124

5．1．1 双地网接地电阻计算124

5．1．2 双地网降阻效果分析126

5．1．3 双地网降阻效果在工程中的应用129

5．2 深井接地的降阻效果分析133

5．2．1 深井接地电阻的计算方法133

5．2．2 深井与地网之间的配合141

5．2．3 深井接地效果的影响因素143

5．3 接地模块及其降阻效果147

5．3．1 接地模块的组成及降阻原理147

5．3．2 接地模块降阻的影响因素152

参考文献154

第6章 地网接地电阻计算及其优化布置155

6．1 水平双层土壤地网接地电阻的计算155

6．1．1 地网模型155

6．1．2 与均匀土壤中地网接地电阻的关系156

6．1．3 地网接地电阻计算公式157

6．2 垂直双层土壤地网接地电阻的计算161

6．2．1 地网模型161

6．2．2 与均匀土壤中地网接地电阻的关系162

6．2．3 地网接地电阻计算公式163

6．3 接地导体的优化布置166

6．3．1 接地网网孔数的确定167

6．3．2 地网均压带位置优化168

6．3．3 长方形地网的优化设计171

参考文献172

第二篇 输电系统的防雷与接地177

第7章 输电线路雷击跳闸率计算177

7．1 雷电流幅值分布概率177

7．1．1 行业标准给出的雷电流幅值概率177

7．1．2 国外的雷电流幅值概率公式179

7．1．3 实测的雷电流幅值概率182

7．2 雷电易击区段地形特点及跳闸率计算184

7．2．1 雷击区地形特点184

7．2．2 常规绕击跳闸率的计算185

7．2．3 地形与绕击跳闸率186

参考文献188

第8章 接触网线路的防雷190

8．1 接触网直击雷过电压190

8．1．1 接触网直击雷过电压产生机理190

8．1．2 接触网直击雷仿真模型193

8．1．3 接触网直击耐雷水平197

8．2 接触网感应雷过电压202

8．2．1 接触网感应雷过电压202

8．2．2 悬式绝缘子的耐雷水平205

8．2．3 棒式绝缘子的耐雷水平208

8．3 接触网雷击跳闸率212

8．3．1 接触网雷击范围212

8．3．2 雷击跳闸率的计算方法213

8．3．3 不同供电方式接触网的雷击跳闸率215

8．4 接触网雷电防护措施216

8．4．1 接触网雷电防护方法216

8．4．2 避雷器的设置方法与效果218

8．4．3 避雷线的架设方法与效果221

参考文献225

第9章 钢轨电位与地电位227

9．1 钢轨电位形成机理及危害227

9．1．1 钢轨电压电流数学模型与表征参数227

9．1．2 钢轨电流及电位分布231

9．1．3 理论分析与试验249

9．1．4 钢轨电位对人员和设备的影响255

9．2 钢轨电位影响因素257

9．2．1 钢轨电位的等效电路257

9．2．2 衰减常数对钢轨电位的影响267

9．2．3 多辆机车运行对钢轨电位的影响269

9．2．4 钢轨电位限制措施272

参考文献276

第10章 牵引网的接地与回流277

10．1 牵引接地回流系统277

10．1．1 牵引接地回流系统的构成277

10．1．2 牵引接地回流系统的模型278

10．1．3 牵引回流系统的仿真与现场试验299

10．2 综合接地系统301

10．2．1 综合接地系统仿真模型301

10．2．2 综合接地系统的效果分析302

10．2．3 综合接地系统的参数计算308

参考文献312

第11章 青藏铁路高原冻土环境下的防雷与接地313

11．1 青藏铁路概述313

11．2 铁路沿线雷暴活动与防雷319

11．2．1 青藏铁路格拉段沿线雷暴活动特点319

11．2．2 青藏铁路的防雷保护323

11．3 青藏高原冻土区域接地网的降阻324

11．3．1 青藏铁路的等效单层土壤结构324

11．3．2 青藏铁路变电站立体接地网327

11．4 基于人工智能的接地系统优化335

11．4．1 人工智能算法335

11．4．2 接地系统的智能优化338

11．4．3 青藏铁路接地设计中的模糊规则345

参考文献353

第12章 地铁站接地系统355

12．1 地铁地网组成355

12．1．1 多层空间的土壤结构参数355

12．1．2 多层接地网模型358

12．2 多层地网性能分析361

12．2．1 多个地网单独作用361

12．2．2 多个地网共同作用361

12．2．3 不同运行方式的效果362

参考文献366