广州复线接触网感应电压的测试

广州复线接触网感应电压的测试

1应力电压的形成机理及大小及分布研究基础根据国家制定的经济战略发展计划，重点开发运输和能源。在四大交通中,飞机造价太高,汽车运力不足,轮船受地理条件限制,因此,铁道必将是国民经济发展的先行。电气化铁道的发展,要求不断改造和扩建复线。由于复线的上下行接触线平行架设的路程长,相互距离近,在施工中非停电接触网由于磁感应和静电感应的影响,会在改造和扩建作业的接触网上产生较高的感应电压,危及施工人员的生命安全。例如,在株六线、广深线的复线施工中,曾多次发生麻电现象。又例如,1998年7月在宝成线上寺站复线施工中,虽然采用了将地线接钢轨的防护措施,但在离接地线50～60m处,施工人员上到接触网时就被电击,造成高空摔落。这些情况不仅危及施工人员的生命安全,而且影响到施工的质量和进度。因此,了解复线接触网感应电压形成机理、大小及分布,从而找到限制复线接触网感应电压措施,对保证施工人员的生命安全,保障施工的质量和进度十分必要。广州—深圳准高速电气化铁道高速线和第三线于1995年4月23日开工,高速线于1998年5月28日开通,第三线于2000年4月已基本完工,正处于等待验交的阶段,利用这一有利时机对复线接触网感应电压进行实际测试。2不放电接触网安全产生的磁分量u复线接触网间的感应电压指一条带电运营的接触线通过容性耦合和感性耦合在相邻的停电接触线上产生的电压。由于停电接触线的理想电位为零,感应电压往往使其带电,因此,通常称它为感应过电压。感应过电压可以划分为感应雷过电压和系统内部感应过电压,电气化铁道复线接触网间的感应电压就是系统内部感应过电压的一种。非停电接触网产生的磁感应静电感应在停电的接触网上形成感应电压的等值电路如图1所示,其中C0为接触网导线对地等值电容,C12为接触网导线间的等值电容。停电线上产生的感应电压的静电分量Us可按下式估算:Us=0.4a22a2+b2U1(1)Us=0.4a22a2+b2U1(1)式中:U1——接触网额定电压;a—系统对地高度;b—导线间距离。例如:一般接触线对轨面高度为6m,复线间距为4m,可估算出:U2=0.4×622×62+42×25000=4090VU2=0.4×622×62+42×25000=4090V停电线上的感应电压的磁分量Um为:Um=ωmI(2)式中:ω——施感电源角频率,ω=314/sI——接触网牵引电流;m——包括互感屏蔽在内的综合系数。例如牵引电流为100A,取m=0.5,则复线中停电接触网磁感应电压:Um=314×0.5×100=1570V。3接触网的特点特点广深线是我国第一条准高速电气化铁道试验线,全长149km,于1998年5月28日开通,现在运营的摆式高速列车的速度已达200km/h。广深线车流量大,电力机车与内燃机车混合运营,处于沿海台风湿热区、重雷区、重污染区,这些使得它具有以下一些特点:(1)接触网供电方式为直供加回流线。(2)接触网结构考虑最大风速40m/s,第三线并行区段及高速线通过的车站和站场采用硬横梁结构,以增加其稳定性。(3)全线污染设计的等值盐密≥0.35mg/cm2,接触网绝缘爬距为1600mm,第三线腕臂末端距高速线吊柱的最小绝缘距离大于500mm,支柱侧面限界不小于3000mm。(4)接触线为法国产品,悬挂方式采用整体式全补偿简单链形悬挂方式,使承力索与接触线位于同一垂面。(5)接触网结构高度为1100mm,接触线对轨面高度为5600mm,高速上行线与下行线之间距离为4m,高速上行线与第三线的平行段间距为5m。(6)高速线无交叉线岔、无隧道;支柱采用Φ400等径圆柱水泥杆或镀锌钢柱。4测量测试点:广深电气化铁道第三线中下元126#—南岗S36#段,全长5165m。测试时间:2000年4月19日～4月27日。4.1别锚点通过时第三线的感应电压试验高速上行线和高速下行线同时带电、分别带电以及有内燃机牵引列车通过时第三线的感应电压测试原理如图2所示,测试数据见表1、表2、表3和表4所示。4.2应力电压测试高速上行线和高速下行线同时带电时,对高速上行线绝缘承力索感应电压测试。约80m长的高速上行线绝缘承力索中心锚结绳跨越第三线在10#柱下锚,如图3所示。测试数据如表5所示。4.3在接触网连接状态下的电压测试4.3.1单段接触测试第三线测试段在南岗S36#经接地电阻为7.7Ω的接地极接地,感应电压测试数据如表6所示。4.3.2接地极接地测试第三线测试段的一端在下元126#经接地电阻大于1000.0Ψ的钢轨接地,另一端在南岗S36#经接地电阻为7.7Ψ的接地极接地,测试数据如表7所示。5知识特性测试(1)高速上、下行线同时带电,第三线感应电压高达约3200V,上行线绝缘承力索感应电压达2900V。高速上行线带电、下行线停电时,第三线感应电压达2600V。高速下行线带电,上行线停电时,第三线感应电压达1140V。(2)高速上、下行线上行驶的内燃机牵引列车对第三线感应电压没有影响。第三线上行驶的内燃机牵引列车会使第三线感应电压下降100～200V。这是由于列车的车厢壳使等效“大地”抬高了,引起了第三线对地电容增大,从而导致第三线感应电压略有下降。(3)第三线测试段一端接地,在高速上、下行线上无车时,感应电压几乎为零。但是,当相邻的高速线上有电力机车行驶时,离开接地点不远处感应电压瞬时超过700V。第三线测试段端两端接地,在高速上、下行线均无电力机车行驶时,感应电压为零;但高速线上有电力机车行驶时,测试段中