接触网V停作业的干扰及防护措施.doc

接触网V停作业的干扰及防护措施1、调研目的12、调研方法13、调研内容及过程13.1 V停作业的干扰因素23.1.1 电气干扰2 3.1.2 行车干扰23.1.3 杂音干扰23.2 V停作业的防护措施33.2.1 电气干扰的防护33.2.2 行车干扰及其它干扰的防护43.2.3 不能和难以进行V停作业的范围44、调研结论与建议45、参考文献5接触网V停作业的干扰及防护措施1. 调研目的双线电气化区段接触网停电检修主要有两种方式:一是利用垂直天窗,即同一供电臂上、下行同时停电;二是利用V型天窗,即上、下行只停其中一线,另一线正常运行,通常称之为“V停作业”。显然,前者对运输干扰较大,尤其在繁忙干线,将大大降低运输能力。为在繁忙干线电气化区段实行V停作业，缓解运输与维修的矛盾，保证接触网的检修质量，对接触网V停作业时的电气干扰因素进行分析，提出切实可行的安全防护措施，实践证明效果良好。2. 调研方法通过深入现场，利用日常维修时接触网V型天窗在施工过程中的应用，综合运用所学知识、技能，查阅基础资料，对能够进行V型天窗进行作业的情况进行总结归纳，对V型天窗在日常维修中所体现出的各种干扰进行汇总，根据所学专业知识和在现场的所采取的行之有效的防护措施进行总结。3.调研内容及过程接触网开通送电即投入运行，由于接触网是露天装置，其结构、零件必然要受到各种自然条件变化的影响，加上电力机车受电弓沿接触线高速摩擦滑行，使接触网经常处在振动、摩擦、电热及构件本身物理变化影响之中，接触网技术状态极易发生变化。为了确保电力机车的安全行驶，应严格保证接触网的技术状态和供电质量，这样必须对接触网进行经常性的检查、调整和维修。接触网停电作业，是在接触网不带电情况下的检修作业方式，接触网停电作业必须在列车运行图中规定的“天窗”时间内完成。复线电气化区段接触网停电检修主要有两种方式：一是利用垂直天窗，即同一供电臂上、下行同时停电；二是利用V型天窗，即上、下行只停其中一线，另一线正常运行，通常称之为“V停”作业。显然，前者对运输干扰较大，尤其在繁忙干线，将大大降低运输能力；而后者对运输的干扰减少，但作业时，只有在一定的条件下才允许进行接触网V停作业。进行V型天窗应具备的条件：1、上、下行接触网带电设备间的距离大于2m，困难时不小于1.6m.2、上、下行接触网带电设备距下、上行电力机车受电弓瞬时距离大于2m，困难时不小于1.6m.3、距上、下行或由不同馈线供电的设备间的分段绝缘器其主绝缘爬电距离不小于1.2m.4、所有上、下行线间横向分段绝缘子串，爬电距离必须保证在1.2m及以上，污染严重的区段要达到1.6m.5、同一支柱上的设备由同一馈线供电。不能采用V型天窗进行的停电检修作业，须在垂直天窗内进行，其地点应在接触网平面示意图上标出，并注明禁止V停天窗作业字样。而且V型天窗进行的停电检修作业存在着诸多干扰因素，给停电区段的接触网作业安全构成威胁，需要加以认真对待，制定切实可行的防护措施。3.1V停作业的干扰因素 V停时，由于一线停电，进行接触网检修作业，另一线仍正常供电，列车在该线照常运行，又因接触亡一般上、下行平行距离较长且距离近，通过电场和电磁感应，会对停电作业的接触网存在着以下干扰因素。 3.1.1 电气干扰 （1） 静电干扰 带电接触网的高压静电场对停电线路接触网各线索产生的感应电压,其大小与上、下行线路的间距、平行长度及气象状况有关，有时可高达数千伏，足可以使作业人员触电身亡。 （2） 电磁感应 当线路上有电力机车运行时，接触网内就流有工频单相交流牵引电流，他在接触网的周围建立起交变电磁场，因而对沿线架设的通信线路产生的电磁交链，使通信线中产生沿导线纵方向的感应电动势，称为纵电动势。当通信线与接触网距离不远时，其平行长度又较长时在通信线路中感应的纵电动势可以达到危 险的程度。接触网通过牵引电流时，交变电磁场对停电线路接触网各线索产生感应电势，其大小同样与上、下行线路的间距、平行长度有关，同时还与牵引电流的大小有关，当发生短路时影响更大。 （3） 穿越电流 V停时，停电线路与不停电线路的接触网利用绝缘装置加以隔开，但由于上、下行钢轨通过车站渡线及道岔，以及大地是互相连通的，所以牵引电流通过钢轨回流时，上、下行钢轨均有牵引电流流过。当停电线路的接触网作业挂接地线（通常是要和钢轨相联）时，作业区两端的地线将钢轨与接触网并联，必然在接触网上产生分流，现场将其叫作“穿越”电流，穿越电流的大小，则与接触网、钢轨和大地的电气参数以及电力机车运行位置有关。 （4） 强电侵入 V停时，停电线路与不停电线路的接触网之间是依靠上、下行隔断绝缘子和渡线分段绝缘器来隔开的。当绝缘闪络、击穿或电力机车受电弓从有电侧通过分段绝缘器闯入无电区时，将会导致高压电侵入。接触网的额定电压为25kV，强电侵入会给作业人员的安全及设备安全带来严重威胁。3.1.2 行车干扰V停时，虽然停电线路的接触网可以进行检修，电力机车因此而停止运行，但非电力牵引的列车及重型轨道车等仍可能穿行，此外邻线的列车可能因进路错排而误入作业区段。以上情况均会给作业组带来行车防护的问题。3.1.3杂音干扰牵引电流是随时间波动的电流,当采用整流器式电力机车时,机车上的交流将被整流变成直流,在整流电流中会出现大量高次谐波,不仅正弦波形发生了很大畸变,而且在波峰处产生了谐波成分.因此,交流电流除了如上所述能在通信线路中产生感应纵电动势外,其谐波成分也能在通信中造成谐波感应电压,形成通信中的杂音,这也就是我们通常所说的交流牵引网对沿线通信线路的杂音干扰.对临线的接触网施工作业造成干扰。3.2 V停作业的防护措施3.2.1 电气干扰的防护针对V停的感应电危害,笔者从郑州局郑武电化区段的研究成果中获悉以下数据，通过京哈线的运营实践，就V停电气干扰的防护谈一些基本观点。 （1）静电感应的防护 静电感应是邻线高压电场通过空气介质感应过来的，电压有时高达数千伏（现场测试为2000余伏），但通常能量有限，且只要将停电侧接触网上的各线索可靠接地，感应电压值急剧下降。几乎为零。理论计算及实测结果证明了这一点，故对人身不会造成危害，只要在作业区两端装设接地线就可安全防护。（2）电磁感应的防护 电磁感应在停电的接触网各线索上产生纵向感应电势。同样，理论计算及现场测试结果表明，将各线索可靠接地后，在邻线电力牵引的列车多种运行方式下，感应电势有效值的数量级为10的10次幂（即10V以下）。而邻线发生金属性短路试验的结果表明，最大的感应电势有效值的数量级为10的1次幂（即数十伏）。以上值均未超过且远小于四部（邮电、电力、通讯兵、铁道）原则协议所规定的电磁感应有效值，即“正常不应超过60V，短路时不应超过430V”的标准值。因此，电磁感应的防护措施仍然是在作业区两端装设接地线。通过郑州局近些年的运营实践，复线区段接地线范围不超过1000m是完全可以消除电磁感应的。 （3）穿越电流的防护 V停时，作业区两端挂接地线后，尽管有穿越电流流过，但如前所述，接触网上的感应电压很低，而作业人员包括作业机具的阻抗远大于接地线的阻抗，因此，穿越电流对作业组人员产生的分流可视为开路，不会对作业组人员造成危害，但若作业区段内的接触网与接地线构成的回路有开路的情况发生时，则穿越电流将会通过作业人员，对人身产生危害。 接触网开路的可能性有以下几种：a.作业区段设有分段绝缘器，且隔离开关开启； b.作业区段设有电分段锚段关节，且隔离开关开启或电连接器断线； c.作业区段设有吸流变压器，吸流变压器及其引线断线，或撤除运行，但旁路开关未合； d.进行断线接续作业等。现场测试数据表明穿越电流可达数安，若作业区发生开路时，笔者认为穿越电流值会因作业人员包括作业机具的阻抗而有所降低，但可能会给人体带来危害，轻者可能灼伤，重者可能造成生命危险，必须采取严格的防护措施，即严禁作业区段接触网开路！因此，除接地线应装设可靠外，作业区段内的隔离开关应按规定闭合；BT供电方式的吸流变压器及其引线应状态良好，电连接器应保证联通，不得断股或断线；进行断线接续作业或检修隔离开关和电连接器时，应采取旁路措施。（4）强电侵入的防护 停电作业的实践证明，对强电侵入的最有效的防护措施是在作业地点两端装设可靠的接地线。此外，要求行车部门不得将电力机车放入无电区段。对于双线区段的站场，软横跨的上、下行隔断绝缘子的绝缘水平应加强。笔者认为应比该区段正常绝缘水平加大一级，即一般污秽区爬距为1200mm，重污秽区为1600mm，以防止V停作业时绝缘子发生闪络或击穿。在站场内作业也可适当增设接地线。综上所述，对电气干扰最根本的防护措施是在作业地点两端装设可靠的接地线。同时在作业过程中要防止区段内接触网开路，也可考虑统一规定采用绝缘车梯为主要检修机具，作为防止电气干扰的辅助措施。3.2.2 行车干扰及其它干扰的防护 关于作业区的行车防护问题在技规、行规、接触网安全工作规程等诸多规程、规则中都有明确规定，并非是V停作业的特有情况，不再一一叙述，必要时可制定一些细则，只要认真贯彻落实，就能做到安全作业，特别是在复线区段的一线进行接触网V停作业时，临线有车通过时对本线的影响较大，尤其在200km/h及以上区段，应按照接触网安全工作规程中的规定，在邻近车站设置行车防护人员，在作业区段的前后1500m左右设置行车防护人员，或者结合验电接地人员进行防护，有列车通过临线时及时通知作业人员，如果是梯车作业时，作业人员应该及时下线路避让；利用接触网作业车作业时，平台严格禁止向临线方向摆动，并且作业人员尽量蹲下，以保证人身安全。 在设计回流线时应设法使回流线尽量靠近接触线，以增加二者之间的互感作用，迫使更多的牵引电流沿着回流线流回牵引变电所，以降低对通信线路的感应影响。3.2.3 不能和难以进行V停作业的范围 根据接触网特点和具体要求,有些设备直接连接于上、下行之间，如前所述的上、下行渡线上方的分段绝缘器，站场软横跨的隔断绝缘子，上、行并联开关，上、下行合架杆塔，还有些设备装置距离较近，当一线停电时，距另一线带电设备的距离不足安全距离（通常认为应该超过2m）如平行间距较小的区间上、下行接触网均采用反定位等，这些设备的检修要在V型天窗下进行是很困难，甚至是不可能的，作业人员人身安全得不到保证，因此必须采用垂直天窗进行作业，也就是说对这些设备而言，V停作业不具有可行性。4.调研结论和建议综上所述，视接地线为停电作业的生命线，验电接地应严格按照接触网安全工作规程中关于验电接地的相关规定进行，且必须设一人进行监护。以“可靠的接地”为主体，针对接触网停电作业的具体内容和要求，采取相应的防护措施，包括行车组织、人员分工、供电调度以及现场作业的具体技术组织措施，在双线电气化区段开展V停作业是可行的，但某些设备和特定情况下的设备检修必须采用垂直天窗。5.