网站原创摘 要随着电气化铁路建设的不断发展,我国大部分铁路干线已经完成了电气化改造.然而既有的贯通线路多是沿着铁路线架设,与新架设接触线间距较短、平行线路程较长,带电接触网所产生的静电感应及电磁感应会在贯通线路上产生较强的感应电压,对铁路作业人员的生命安全造成威胁.在认识感应电的基础上,重点对接触网感应电的危害进行研究,并提出预防措施,保障铁路供电安全.
关 键 词接触网；感应电；电力线路；危害
中图分类号U22文献标识码A文章编号1674-6708（2014）113-0200-02
1感应电概述
电气化铁路在运营中,因其牵引供电具备强磁场、大电流及高电压等特点,其对铁路沿线设备及电力线路影响较大.在一些地区,其铁路10KV电力贯通线、自闭电力线多应用架空线路,与接触网以平行方式进行架设,最小间距不足8m.因接触网其磁场较强,电力线产生感应电压较强,影响电力线路检修安全性.为保障电力线路运行安全性与可靠性,需要研究接触网感应电产生原理,并分析接触网感应电危害,提出相应预防措施.
接近线路感应电压产生的原理主要包括两个因素,分别为导体之间存在的互感电磁感应与存在电容耦合的静电感应.接触网对自闭、贯通线路的感应电压,即带电运行中接触线通过静电感应及电磁感应在自闭、贯通线路中产生的静电感应电压及电磁感应电压相加和.按照电磁感应原理,当导体内经过交流电流时,在导体周围则会产生交变磁场,处于交变磁场范围内的其他导体则会产生感应电势.感应电势值与导体互感及电流变化率为正相关关系,导线间互感则与导线之间距离为负相关关系,与导线之间的平行长度为正相关关系.如电力线路平行长度越长,平行距离越小,则线路电流及感应电势越大.综上,感应电势值与电压值、电流值、线路平行长度值之间为正比,与平行线路距离值为反比.接触网对带电导线周边的金属物件,如爬梯等均存在感应电势；当线路出现短路故障时,线路中电流值极大,感应电势则会随之增加,带来更大危害性.在自然环境影响下,如大风作用下线索摆动,引起停电线索在带电设备电磁场中进行切割磁力线运动,引起感应电压增加；在雨雪天气中,电磁介质增强,其停电线路感应电压会增加.
2接触网感应电危害研究
2.1接触网感应电对附近通信线路影响
在我国,电气化铁道牵引供电多为工频单相25KV交流制供电,多采取直接供电、AT供电、BT供电、直供加回流线供电四种方式.因其供电方式为不平衡供电系统,当牵引电流通过接触网时,接触网导线附近则会产生较强的磁场及电场,对强磁场及强电场范围内的通信线路及设备会产生干扰,降低通信质量,严重则会对设备安全及人身安全造成影响.
2.2接触网感应电对附近线线路影响
接触网感应电不仅仅对通讯线路造成影响,其对附近所有电力线路均会产生电磁感应,在电线路上产生静电感应电压与电磁感应电压.静电感应电压与电磁感应电压会对检修人员人身安全造成威胁,如在检修线路接地线有一端断开,作业人员在接触时,会通过人体形成闭合回路,导致感应电流经过人体,感应电流较大,严重则会引起人身伤亡事故.
2.3接触网感应电其他危害
感应电的存在,为停电线路作业带来安全隐患,如检修人员缺乏对感应电的认识,则很容易被感应电损伤.感应电对人体的危害取决于经过人体的电流值大小、持续时间及电流频率等.在感应电伤害调查中发现,接触网感应电带来的麻电引起的高空坠落事故较多,尤其是人体接触到感应电的瞬间,身体失控导致高空坠落.当地线封锁范围存在断开点,操作人员则很容易发生触电事故,如人体将地线封锁范围内断开点连接,形成感应电流并经过人体引起触电事故,或操作人员与一端地线构成闭合同路,产生感应电流引发触电事故.如地线防范范围过大,接触不良,也可能会引起接触网安全事故.在接触网安全工作相关规章中要求,当两接地线之间的距离超出1000m时,需要设置接地线.如地线保护距离过长,区域土壤电阻率高,导致感应电释放不良,其残存电压也容易引起安全事故.
由此可以看出,接触感应电存在对铁路电力线路影响较大,严重则会引起铁路检修工作人员触电事故,导致人员伤亡.为此,应提出相应的控制及预防措施,充分保障铁路检修作业安全性.
3接触网感应电控制及预防措施
接触网感应电对通信线路及设备存在着干扰问题,导致通信质量较低,对设备安全及人身安全影响较大.为消除感应电,可以在电气化铁路建设及改造中采取防干扰及消除感应电技术,如在通讯线路中应用光缆技术,减低电磁影响；消除静电感应对作业人员的危害,需要在电线路与大地之间设置电阻接地线,该接地线电阻应远低于人体电阻值,从而形成与人体电阻并联的支路,保障作业人员安全；采取接触网V形天窗作业法,并严格遵循作业规范,合理设置电线路地线保护范围,一般设定防护范围为500m或1000m；在进行设备引线更换、开关检修及引线更换作业时,需要做好旁路措施,不允许线路开环作业；人员在登杆作业时,必须做好安全措施,佩戴安全带,如在移动过程中需要脱离安全带,则应做好其他安全防护措施,防止出现高空坠落事故；人员在检修作业时应佩戴防护橡胶手套,防止出现感应电击穿事故.采取有效措施,严格按照规范进行操作,可以最大限度降低甚至是避免接触网感应电对电力线路及对工作人员的危害,实现铁路供电安全.
4结论
随着铁路电气化建设及改造,铁路供电安全性问题越发突出.因既有自闭、贯通线路多沿铁路线架设,与新架设接触网之间的距离较短,其平行路程较长,当电流通过接触网时,会产生较强的静电感应电压及电磁感应电压,形成强电场及强磁场,容易对电力线路造成影响,如对通讯线路及其他线路影响.接触网感应电的存在,严重影响着操作人员的生命安全,在分析接触网感应电危害的基础上,提出消除感应点的措施及预防措施,以保障操作人员作业安全性,保障铁路供电效益.