接觸網(wǎng)對(duì)自閉貫通線路的感應(yīng)電壓

1、接觸網(wǎng)對(duì)自閉（貫通）線路的感應(yīng)電壓杭州供電段 孫元新隨著鐵路的跨越式發(fā)展，杭州供電段管內(nèi)的滬寧、滬杭、浙贛線已全部改造成為復(fù)線電氣化鐵路。但是，由于段原管轄的自閉（貫通）線路基本都是沿著鐵路線架設(shè)的，與新架設(shè)的接觸線平行路程較長(zhǎng)、間距較短，在施工中，由于帶電接觸網(wǎng)的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，在自閉(貫通)線路上會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓，嚴(yán)重危及到作業(yè)人員的生命安全。因此，必須了解感應(yīng)電壓的形成原理及大小，從而采取有效的防護(hù)措施，防止因感應(yīng)電壓導(dǎo)致人身傷亡事故的發(fā)生，確保勞動(dòng)施工的安全。為解決這一問(wèn)題，通過(guò)電磁理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)量自閉（貫通）線路上的感應(yīng)電壓就顯得很有必要。1 感應(yīng)電壓產(chǎn)生的原理及其計(jì)算方法

2、接觸網(wǎng)對(duì)自閉（貫通）線路的感應(yīng)電壓指的是帶電運(yùn)營(yíng)的接觸線通過(guò)靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)在自閉（貫通）線路上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓之和。1.1靜電感應(yīng)電壓 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫(kù)侖定律，電荷為單位長(zhǎng)度線路在距線處的電場(chǎng)強(qiáng)度為： （1）式中：介質(zhì)的介電系數(shù)。 根據(jù)式（1），利用靜電場(chǎng)的守恒特性，可知電荷為單位長(zhǎng)度線路在距線處的電位為： （2）1.1.3 根據(jù)式（2），利用電磁場(chǎng)的唯一性定理，采用鏡像法，電荷為J的接觸線對(duì)距其處的合成電位為：JJDHHX （3） （3）1.1.4 根據(jù)式（3），分別假設(shè)在接觸線表面和在自閉（貫通）電力線路上的表面，可知其靜電感應(yīng)電壓為： （4）式中：UG靜電感應(yīng)電

3、壓UJ接觸網(wǎng)電壓R接觸導(dǎo)線半徑；1.1.5 根據(jù)式（4）及接觸網(wǎng)的供電特性可知，如果接觸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，自閉（貫通）架空線路與接觸線平行接近長(zhǎng)度為，且<L時(shí)，接觸線對(duì)自閉（貫通）線路的感應(yīng)電壓為： （5）備注：根據(jù)接觸網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，復(fù)線時(shí)：；單線時(shí)：在具體計(jì)算的時(shí)候，還需考慮一些其它的因素，例如相鄰其他并行線路、線路上電纜直埋以及附近樹木的影響，因此，計(jì)算的結(jié)果必須乘以一個(gè)靜電綜合屏蔽系數(shù)，根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果分析，一般取該系數(shù)為0.30.6，故接觸網(wǎng)對(duì)自閉（貫通）線路的實(shí)際感應(yīng)電壓為： （6）1.2 電磁感應(yīng)電壓由于滬寧、滬杭、浙贛線接觸網(wǎng)供電方式為直供加回流線，接觸線與回流線相距很近，且電流

4、大小相等、方向相反，故對(duì)外磁場(chǎng)影響很小，產(chǎn)生的磁感應(yīng)電壓也比較小，根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果分析，電磁感應(yīng)電壓可以忽略不計(jì)，這里就不進(jìn)行理論分析了。2 實(shí)測(cè)情況在接觸網(wǎng)送電前后，對(duì)有關(guān)自閉（貫通）線路區(qū)段進(jìn)行了感應(yīng)電壓的測(cè)量，下面是其中兩段線路的測(cè)量記錄。2.1 測(cè)試一測(cè)量區(qū)段：滬杭線七寶李家塘貫通線路2#桿91#桿。測(cè)試時(shí)間：2006年8月2日、10月18日。測(cè)試線路概況：（1）接觸網(wǎng)供電方式為直供加回流線。（2）接觸網(wǎng)供電臂全長(zhǎng)約23km，對(duì)軌面高度約為6450mm。（3）貫通線路總長(zhǎng)6.048km，對(duì)地間距10m左右，其中高壓電纜0.715km/5組，架空線路5.333km，且距接觸網(wǎng)平行距離大部

5、分在20m左右。（4）測(cè)試儀表為DT890B 數(shù)字式萬(wàn)用表。將上述參數(shù)代入式（6），可知在不考慮線路靜電屏蔽的影響時(shí)，貫通線路（靠鐵路邊相）上的靜電感應(yīng)電壓為： 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：封線狀態(tài)兩端封線遠(yuǎn)端封線兩端無(wú)封線備注18#桿測(cè)量電壓（V）ABCABCABC000000101217接觸網(wǎng)未帶電運(yùn)營(yíng)000363836465475515接觸網(wǎng)上下行均帶電2.2 測(cè)試二測(cè)試區(qū)段：滬杭線海寧斜橋貫通線路4#桿92#桿。測(cè)試時(shí)間：2006年8月15日、11月28日。測(cè)試線路概況：（1）接觸網(wǎng)供電方式為直供加回流線。（2）接觸網(wǎng)供電臂全長(zhǎng)約25km，對(duì)軌面高度約為6450mm。（3）貫通線路全為架空線，總長(zhǎng)7.2

6、53km，對(duì)地（地與軌面高差1.5m左右）間距7.5m，其中有2.5km架空線與接觸網(wǎng)平行間距10m左右，其余架空線與接觸網(wǎng)平行間距20m左右。（4）測(cè)試儀表為DT890B 數(shù)字式萬(wàn)用表。將上述參數(shù)代入式（6），可知在不考慮線路靜電屏蔽的影響時(shí)，貫通線路（靠鐵路邊相）上的靜電感應(yīng)電壓為： 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：封線狀態(tài)兩端封線遠(yuǎn)端封線兩端無(wú)封線備注24#桿測(cè)量電壓（V）ABCABCABC000000151720接觸網(wǎng)未帶電運(yùn)營(yíng)0.50.50.5121212375370365接觸網(wǎng)上下行均帶電380列車通過(guò)，有半段效應(yīng)3 測(cè)量結(jié)果分析及應(yīng)對(duì)措施（1）接觸網(wǎng)帶電運(yùn)營(yíng)時(shí)，區(qū)間高壓架空線路與接觸網(wǎng)的間距越近、平行距離越長(zhǎng)，線路上的感應(yīng)電壓就越高，最高可達(dá)1000V以上。（2）列車通過(guò)時(shí)，電磁感應(yīng)電壓與電場(chǎng)感應(yīng)電壓相比可以忽略不計(jì)。（3）所有的測(cè)試結(jié)果證明：雖然接觸網(wǎng)對(duì)自閉（貫通）線路產(chǎn)生了會(huì)危及人身安全的感應(yīng)電壓，但是，可以根據(jù)式（6）來(lái)估算帶電接觸網(wǎng)對(duì)鄰近施工線路的感應(yīng)電壓值的范圍，從而采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?，消除感?yīng)電壓，確保作業(yè)人員的人身安全。參考文獻(xiàn)：1馮慈璋. 電磁場(chǎng). 高等教育出