廣州復(fù)線接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓的測試

廣州復(fù)線接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓的測試

1應(yīng)力電壓的形成機(jī)理及大小及分布研究基礎(chǔ)根據(jù)國家制定的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略發(fā)展計劃，重點開發(fā)運(yùn)輸和能源。在四大交通中,飛機(jī)造價太高,汽車運(yùn)力不足,輪船受地理條件限制,因此,鐵道必將是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行。電氣化鐵道的發(fā)展,要求不斷改造和擴(kuò)建復(fù)線。由于復(fù)線的上下行接觸線平行架設(shè)的路程長,相互距離近,在施工中非停電接觸網(wǎng)由于磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)的影響,會在改造和擴(kuò)建作業(yè)的接觸網(wǎng)上產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓,危及施工人員的生命安全。例如,在株六線、廣深線的復(fù)線施工中,曾多次發(fā)生麻電現(xiàn)象。又例如,1998年7月在寶成線上寺站復(fù)線施工中,雖然采用了將地線接鋼軌的防護(hù)措施,但在離接地線50～60m處,施工人員上到接觸網(wǎng)時就被電擊,造成高空摔落。這些情況不僅危及施工人員的生命安全,而且影響到施工的質(zhì)量和進(jìn)度。因此,了解復(fù)線接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓形成機(jī)理、大小及分布,從而找到限制復(fù)線接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓措施,對保證施工人員的生命安全,保障施工的質(zhì)量和進(jìn)度十分必要。廣州—深圳準(zhǔn)高速電氣化鐵道高速線和第三線于1995年4月23日開工,高速線于1998年5月28日開通,第三線于2000年4月已基本完工,正處于等待驗交的階段,利用這一有利時機(jī)對復(fù)線接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓進(jìn)行實際測試。2不放電接觸網(wǎng)安全產(chǎn)生的磁分量u復(fù)線接觸網(wǎng)間的感應(yīng)電壓指一條帶電運(yùn)營的接觸線通過容性耦合和感性耦合在相鄰的停電接觸線上產(chǎn)生的電壓。由于停電接觸線的理想電位為零,感應(yīng)電壓往往使其帶電,因此,通常稱它為感應(yīng)過電壓。感應(yīng)過電壓可以劃分為感應(yīng)雷過電壓和系統(tǒng)內(nèi)部感應(yīng)過電壓,電氣化鐵道復(fù)線接觸網(wǎng)間的感應(yīng)電壓就是系統(tǒng)內(nèi)部感應(yīng)過電壓的一種。非停電接觸網(wǎng)產(chǎn)生的磁感應(yīng)靜電感應(yīng)在停電的接觸網(wǎng)上形成感應(yīng)電壓的等值電路如圖1所示,其中C0為接觸網(wǎng)導(dǎo)線對地等值電容,C12為接觸網(wǎng)導(dǎo)線間的等值電容。停電線上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的靜電分量Us可按下式估算:Us=0.4a22a2+b2U1(1)Us=0.4a22a2+b2U1(1)式中:U1——接觸網(wǎng)額定電壓;a—系統(tǒng)對地高度;b—導(dǎo)線間距離。例如:一般接觸線對軌面高度為6m,復(fù)線間距為4m,可估算出:U2=0.4×622×62+42×25000=4090VU2=0.4×622×62+42×25000=4090V停電線上的感應(yīng)電壓的磁分量Um為:Um=ωmI(2)式中:ω——施感電源角頻率,ω=314/sI——接觸網(wǎng)牽引電流;m——包括互感屏蔽在內(nèi)的綜合系數(shù)。例如牽引電流為100A,取m=0.5,則復(fù)線中停電接觸網(wǎng)磁感應(yīng)電壓:Um=314×0.5×100=1570V。3接觸網(wǎng)的特點特點廣深線是我國第一條準(zhǔn)高速電氣化鐵道試驗線,全長149km,于1998年5月28日開通,現(xiàn)在運(yùn)營的擺式高速列車的速度已達(dá)200km/h。廣深線車流量大,電力機(jī)車與內(nèi)燃機(jī)車混合運(yùn)營,處于沿海臺風(fēng)濕熱區(qū)、重雷區(qū)、重污染區(qū),這些使得它具有以下一些特點:(1)接觸網(wǎng)供電方式為直供加回流線。(2)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)考慮最大風(fēng)速40m/s,第三線并行區(qū)段及高速線通過的車站和站場采用硬橫梁結(jié)構(gòu),以增加其穩(wěn)定性。(3)全線污染設(shè)計的等值鹽密≥0.35mg/cm2,接觸網(wǎng)絕緣爬距為1600mm,第三線腕臂末端距高速線吊柱的最小絕緣距離大于500mm,支柱側(cè)面限界不小于3000mm。(4)接觸線為法國產(chǎn)品,懸掛方式采用整體式全補(bǔ)償簡單鏈形懸掛方式,使承力索與接觸線位于同一垂面。(5)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度為1100mm,接觸線對軌面高度為5600mm,高速上行線與下行線之間距離為4m,高速上行線與第三線的平行段間距為5m。(6)高速線無交叉線岔、無隧道;支柱采用Φ400等徑圓柱水泥桿或鍍鋅鋼柱。4測量測試點:廣深電氣化鐵道第三線中下元126#—南崗S36#段,全長5165m。測試時間:2000年4月19日～4月27日。4.1別錨點通過時第三線的感應(yīng)電壓試驗高速上行線和高速下行線同時帶電、分別帶電以及有內(nèi)燃機(jī)牽引列車通過時第三線的感應(yīng)電壓測試原理如圖2所示,測試數(shù)據(jù)見表1、表2、表3和表4所示。4.2應(yīng)力電壓測試高速上行線和高速下行線同時帶電時,對高速上行線絕緣承力索感應(yīng)電壓測試。約80m長的高速上行線絕緣承力索中心錨結(jié)繩跨越第三線在10#柱下錨,如圖3所示。測試數(shù)據(jù)如表5所示。4.3在接觸網(wǎng)連接狀態(tài)下的電壓測試4.3.1單段接觸測試第三線測試段在南崗S36#經(jīng)接地電阻為7.7Ω的接地極接地,感應(yīng)電壓測試數(shù)據(jù)如表6所示。4.3.2接地極接地測試第三線測試段的一端在下元126#經(jīng)接地電阻大于1000.0Ψ的鋼軌接地,另一端在南崗S36#經(jīng)接地電阻為7.7Ψ的接地極接地,測試數(shù)據(jù)如表7所示。5知識特性測試(1)高速上、下行線同時帶電,第三線感應(yīng)電壓高達(dá)約3200V,上行線絕緣承力索感應(yīng)電壓達(dá)2900V。高速上行線帶電、下行線停電時,第三線感應(yīng)電壓達(dá)2600V。高速下行線帶電,上行線停電時,第三線感應(yīng)電壓達(dá)1140V。(2)高速上、下行線上行駛的內(nèi)燃機(jī)牽引列車對第三線感應(yīng)電壓沒有影響。第三線上行駛的內(nèi)燃機(jī)牽引列車會使第三線感應(yīng)電壓下降100～200V。這是由于列車的車廂殼使等效“大地”抬高了,引起了第三線對地電容增大,從而導(dǎo)致第三線感應(yīng)電壓略有下降。(3)第三線測試段一端接地,在高速上、下行線上無車時,感應(yīng)電壓幾乎為零。但是,當(dāng)相鄰的高速線上有電力機(jī)車行駛時,離開接地點不遠(yuǎn)處感應(yīng)電壓瞬時超過700V。第三線測試段端兩端接地,在高速上、下行線均無電力機(jī)車行駛時,感應(yīng)電壓為零;但高速線上有電力機(jī)車行駛時,測試段中