【正文】 的方法 有電磁場，就會在處于其內(nèi)的電線路產(chǎn)生感應(yīng)電。 六、 感應(yīng)電壓、回流電流測試實例分析 2022 年、 2022 年蘭州供電段針對感應(yīng)電問題在雙線接觸網(wǎng)停電、不停電或單線停電，變電所饋線接地刀閉合或打開等不同情況下的感應(yīng)電進行了一系 列 的測試，測試的結(jié)論也對其得到了印證。 3． 兩線平行距離與感應(yīng)電壓的關(guān)系 （ 1）根據(jù)實測數(shù)據(jù)， 二線平行距離與靜電感應(yīng)電壓的對應(yīng)關(guān)系值如下表所示 : 兩線平行 距離（ m） 10 20 30 50 100 250 500 靜電感應(yīng) 電壓（ V） 1860 650 310 120 30 5 1 （ 2） 兩線平行距離與電磁感應(yīng)電動勢的對應(yīng)關(guān)系 設(shè) Ij=500A， L=18km， K=，兩線平行距離與感應(yīng)電動勢的對應(yīng)關(guān)系值如下表所示 : 兩線平行 距離（ m） 10 20 30 50 100 250 500 電磁感應(yīng) 電壓（ V） 1225 1044 938 806 630 407 266 三、單線 區(qū)段 接觸網(wǎng)對自身的影響特點 電氣化鐵路 單線區(qū)段 ， 接觸網(wǎng) 停電檢修時自身不產(chǎn)生 感應(yīng)電的 影響，只受到電力線路的電磁影響。 （ 2） 接觸網(wǎng)線路的電壓。因此 絕 不容忽視。作業(yè)人員接觸被檢 修 線路時，就 31 會以人體為分界點，形成兩個閉合回路， 將人體串入感應(yīng)電流通路，威脅作業(yè)安全，甚至造成傷害。 其影響 情況如 下： （ 1）受影響停電檢修的線路懸空，與大地間無任何連接點時， 該線路中有感應(yīng)電動勢存在，若只有一人不慎串入線路與大地間將線路與大地間構(gòu)成通路，不會遭受電磁感應(yīng)的危害；若有兩人在不同地點不慎串入線路與大地間將線路與大地間構(gòu)成兩條通路，就會構(gòu)成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電流， 有 遭受電磁感應(yīng)的危害 可能 ； （ 2） 當(dāng) 停 電線路上只有一點與大地連通時， 雖 構(gòu)不成閉合回路，不會有感應(yīng)電流 ，但有感應(yīng)電動勢存在。 要消除靜電感應(yīng)對作業(yè)人員 的 危害影響，只要在該電線路與大地間設(shè)置一條電阻遠小于人體電阻 R 人 的接地線，形成與人體電阻并聯(lián)的支路就可以達到目的。 以上幾種 供電方式屬于不平衡供電系統(tǒng)，當(dāng)牽引電流流過接觸網(wǎng)時，接觸網(wǎng)導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的強電場和強磁場，必將對附近的通信線路和設(shè)備產(chǎn)生干擾和影響，使通信質(zhì)量下降，嚴(yán)重時能危及設(shè)備和人身安全。 （ 3）不對稱電線路產(chǎn)生的電磁場對其附近電線路的影響 如果三相對稱電路出現(xiàn)一相或兩相短路或斷路，產(chǎn)生的 電磁場對附近的電線路而言，就不是對稱分布，因而施加于其附近電線路上的電磁場將不為零，就將產(chǎn)生大的 感應(yīng)電 動勢， 就會嚴(yán)重威脅附近的電線路正常狀態(tài)。 若帶負荷運行電線路 L1中通過的電流為交流電，產(chǎn)生的磁場就為一個交變磁場，此時處于交 變磁場中的電線路 L2若平行于電線路 L1（或兩線間不垂直），根據(jù)電磁感應(yīng)原理，也會在電線路 L2中產(chǎn)生沿 L2分布的感應(yīng)電壓 U。 6． 電磁感應(yīng) 現(xiàn)象 的利弊 電磁感應(yīng) 現(xiàn)象 對人們來說，既有利又有弊。根據(jù) 安 培定則可判斷出感應(yīng)電流的方向與原流進線圈電流的方向相反。 上式是法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達式。在線圈或直導(dǎo)體內(nèi)部，感應(yīng)電流從電源的“ ”端流到“ +” 端；在線圈或直導(dǎo)體的外部，感應(yīng)電流由電源的“ +”端經(jīng) 負載流回“ ”端。 18 3．欏次定律和感應(yīng)電勢、電流方向的判斷 欏次 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程中，通過大量實驗得出以下兩個結(jié)論： 第一，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的條件是：導(dǎo)體相對于磁場作切割磁力線運動或線圈中的磁通發(fā)生變化時，導(dǎo)體或線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；若導(dǎo)體或線圈是閉合電路的一部分，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 一、 電磁感應(yīng)原理 1． 直導(dǎo)體在磁場中運動產(chǎn)生的感生電動勢 如圖 5所示，當(dāng)導(dǎo)體與 磁力線之間有相對切割運動時，這個導(dǎo)體中就會產(chǎn)生出電動勢，若導(dǎo)體是一個閉合回路，回路中就有感應(yīng)電流。但當(dāng)停電線路有保護接地線時， 人為的在正、負靜電電荷間形成了一條靜電電流通路，保護接地線電阻與停電線路對地電阻 Z 并聯(lián)連接于停電線路與大地之間。 此時，帶電線路與停電線路之間存在容性耦合電流ILA，停電線路與大地間存在容性耦合分布性電流 IA。靜電感應(yīng)電流的出現(xiàn)，會使兩種物質(zhì)間產(chǎn)生的靜電電荷消失，靜電就會消除。如圖 1所示，兩種物質(zhì)緊密接觸后再分離時，一種物質(zhì)把電子傳給另一種物質(zhì)而帶正電，另一種物質(zhì)得到電子而帶負電，這種現(xiàn)象就叫做靜電感應(yīng)。 感應(yīng)電是一種比較特殊的電能，在社會生產(chǎn)和生活的一些領(lǐng)域有著廣泛的利用，但在一些領(lǐng)域中，必須預(yù)防和消除它的存在，如果不及時消除，就會對設(shè)備及人身安全造成危害，必須引起高度重視。 本 書 由 郭金平、 趙施林 、周存志編 著 ， 完稿后由 蘭州鐵路局機務(wù)處劉再民 、 孔中秋 和 蘭州供電段 杜中成 分別進行了 審核 ， 編寫過程中 還 得到了 蘭州供電段 技術(shù)科、安全科接觸網(wǎng)專業(yè)技術(shù)人員的支持和幫助 。 7 前 言 電力牽引是我國鐵路牽引動力現(xiàn) 代化的主要方向，隨著我國鐵路建設(shè)的發(fā)展，電氣化鐵路建設(shè)、特別是雙線電氣化建設(shè)進入到了快速發(fā)展階段。當(dāng)今社會，各行各業(yè)都在廣泛的使用電能，人們的生活也離不開電能 。如果沒有給物體直接施加電壓或電位，僅在其周圍有帶電的物體，但該物體上也能帶電的現(xiàn)象，我們稱之為物體被 感應(yīng) ，產(chǎn)生了感應(yīng) 電 。 12 如圖 3所示， 與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。 但 在一些工作場所，必須采取措施，加以預(yù)防，如油品裝運場所、易燃易爆場所、強電場環(huán)境下的檢修作業(yè)場所等。 因此可知 ， 帶電線路對附近停電線路的靜電感應(yīng) 影響的具有以下特點 ： 1． 停電線路上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓的大小，與 帶電線路與停電線路間的平行接近距離 a的平方成反比； 2． 停電線路上靜電電流的大小與接近帶電線路的停電線路長度成正比。 1831 年法拉第發(fā)現(xiàn)： 處于磁場中的直導(dǎo)體發(fā)生運動或通過線圈的磁場發(fā)生變化時， 在 導(dǎo)體或線圈中 都會 產(chǎn)生 電動勢； 若導(dǎo)體或線圈是一個閉合回路的一部分，則導(dǎo)體或線圈中將產(chǎn)生電流。 2． 變化的磁場穿過閉合線圈產(chǎn)生的感生電動勢 如圖 6所示，將磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中磁場的磁通就會變化，線圈兩端中就有電動勢產(chǎn)生，若回路閉合，回路也會有電流流 動；磁鐵不動時，電動勢就消失了。 （ 2）根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向永遠和原磁通變化趨勢相反的原理確定感應(yīng)電流的磁場方向。這個規(guī)律就叫做法拉第電磁感應(yīng)定律。燈泡 A與一個鐵芯線圈串聯(lián)，燈泡 B 與一個純電阻串聯(lián)。根據(jù)欏次定律，線圈A 中產(chǎn)生的磁通必定穿過了線圈 B。 在檢修作業(yè)中，由于安全措施設(shè)置不當(dāng)，感應(yīng)電未能消除，就會危脅作業(yè)人員安全，甚至造成人身傷害事故。 該 感應(yīng)電流 i的大小與感應(yīng)電動勢的大小 成正比、與回路中的阻抗成反比例關(guān)系。 第二章 接觸網(wǎng)線路對附近電線路的影響 帶電線路上有電壓就有電場存在，就會出現(xiàn)靜電感應(yīng)；有電流就有電磁場存在，就會在附近電線路上產(chǎn)生感應(yīng)電，這是一種客觀存在 的現(xiàn)象 。 1．靜電感應(yīng)的影響和危害 當(dāng)接觸網(wǎng)加上 25kv 工頻交流工作電壓以后，就在 28 接觸網(wǎng)導(dǎo)線（包括承力索和接觸線）的四周建立起垂直于導(dǎo)線表面的交變電場。如果電線路是懸空的，未構(gòu)成閉合回路， 受影響的電線路中 就 只 有感應(yīng)電 動勢存在 。地線的設(shè)置不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電影響也不同。 早年 我國在觀音壩單線區(qū)段的 就曾做過試驗， 當(dāng) 接觸網(wǎng)和架空線 間 的平行距離為 250m，平行長度為 ，接觸網(wǎng)短路電流為 1140A時 ，實測得 感應(yīng) 電動勢為 787～ 824V。若停電作業(yè)時采取的安全措施不完善，未采取消除感應(yīng)電措施，有可能發(fā)生人員遭感應(yīng)電電擊的傷亡事故 。兩線平行距離越小，則產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電動勢越大。 單線改復(fù)線后，由于作業(yè)人員對復(fù)線區(qū)段接觸網(wǎng)兩行線路間產(chǎn)生感應(yīng)電危害的認識不足，作業(yè)中不自覺的將多年來在單線檢修中養(yǎng)成的作業(yè)習(xí)慣帶入 V 形天窗作業(yè)中，不按規(guī)定設(shè)置接地線、減少接地線設(shè)置組數(shù)，簡化作業(yè)程序、違章蠻干，有著 非常 深刻的教訓(xùn)。所以，發(fā)生高壓觸電時，人體造成電弧燒傷多，電擊直接死亡的較少。在此情況下，由于另一行接觸網(wǎng)正常運 行，停電進行檢修的接觸網(wǎng)線路上存在著很大的靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓。當(dāng)出現(xiàn)向接觸網(wǎng)誤送電時，兩端的 A1C1和 A2C2接 地線立即將接觸懸掛與鋼軌短接，將電流引入鋼軌（大地），保護作業(yè)人員不受電擊；當(dāng)回流線或 43 架空地線出現(xiàn)感應(yīng)電 并 有電流流過時，兩端的 B1C1和B2C2 接 地線立即將回流線或架空地線與鋼軌短接，將電 流 引入鋼軌（大地），保護在回流線或架空地線處作業(yè)，或有可能侵入回流線或架空地線作業(yè)的人員不受電擊；若作業(yè)人員違章將作業(yè)區(qū)兩端地線跨接到絕緣節(jié)兩側(cè)時， B B2 之間的回流線或架空地線又充當(dāng)了等電位線的作用，將 A B C A B C2 六個點等電位，當(dāng)出現(xiàn)感應(yīng)電時，由于作業(yè)人員處在同一電位點，避免受到電擊；當(dāng) 地線保護范圍內(nèi) 接觸懸掛出現(xiàn)斷口時， B B2 之間的回流線或架空地線充當(dāng)了短封線，和 A1C B1C1 和 A2C B2C2 接 地線將 A A2兩點短 接（等電位），使作業(yè)人員處在同一電位點，避免受到電擊。 二、 電力作業(yè)消除感應(yīng)電的常用方法 電力作業(yè)時，消除感應(yīng)方法 主要 有三種： 一是 等電位作業(yè)法；二為中間電位作業(yè)法；三為間接作業(yè)法。 通過在施工時設(shè)臨時接地，附件后對導(dǎo)線分段接地，感應(yīng)電壓全部通過接地線釋放為電流，施工人員無任何不適感覺。 三、電力作業(yè)中的感應(yīng)電危害及預(yù)防措施 由接觸網(wǎng)對電力線路感應(yīng)電特點可知與接觸網(wǎng)平行接近的電力貫通 (自閉 )線上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓較大，大都超過人體的危險電壓值。同時要做到： ①在與接觸網(wǎng)水平距離較近、天氣潮濕、作業(yè)范圍較大情況下進行電力作業(yè)時，應(yīng)適當(dāng)增加接地封線點。專職監(jiān)護人員不得兼任其他工作，以便在桿上作業(yè)人員出現(xiàn)異常情況時，能夠迅速采取急救措施。 （ 2）恢復(fù)帶架空回流線的直接供電方式對故障回流線進行恢復(fù)，發(fā)揮其回流功能，使一部分牽引電流通過回流線回流至變電所，降低牽引阻抗和軌道電位，以減少對電力貫通線的電磁感應(yīng)電壓的影響，降低感應(yīng)電對電力貫通線作業(yè)人員的危害。 2． 列車調(diào)度員接到供電調(diào)度員的停電申請，并確認停電范圍內(nèi)無電力機車運行后按規(guī)定發(fā)布準(zhǔn)許停電的調(diào)度命令，同時通知供電調(diào)度員。 三 、登頂 機車前必須 按規(guī)定 對接觸網(wǎng)進行驗電、設(shè)置接地線并確認完好 。在貨物裝卸線進行裝卸作業(yè) ， 是在一 條股道上的一段 線路停電，其余股道帶電情況下的 作業(yè) 。接地線要連接牢固，接觸良好； 4．裝設(shè)接地線時，人體不得觸及接地線，接好的接地線不得侵入建筑限界。首先，它能將作業(yè)部位與作業(yè)車（或車梯）間等電位，作業(yè)人員接觸作業(yè)部位時不會有電位差 ，因此對作業(yè)人員的人身安全無 威脅；其次，當(dāng)兩端地線接地不良時，能代替地線起到一定的保護作用。對兩地線間的距離的嚴(yán)格規(guī)定，不是憑空想出來的，而是鐵道部 電氣化鐵路有關(guān) 專家經(jīng)過現(xiàn)場測試、反復(fù)論證、計算得出來的。 （ 3） 驗電前自檢良好后，先在同等電壓等級有電設(shè)備檢查其性能，確認聲、光信號顯示正常，然后方可在停電設(shè)備上驗電。 59 在裝設(shè)接地線時，將接地線的一端先行接地；再將另一端與被停電的導(dǎo)體相連。 9．關(guān)節(jié)式分相檢修時，除在作業(yè)區(qū)兩端工作支接地線外，還應(yīng)在中性區(qū)導(dǎo)線上加掛一組地線，并將兩斷口進行短接封線。 61 （ 1）送錯供電臂。在復(fù)線區(qū)段 V形 停 電 作業(yè)，用拋線 (現(xiàn)已禁止 )驗電、裝拆地線 程序錯誤也會發(fā)生感應(yīng)電 將人擊傷擊亡事故。作業(yè)組人 員將乙緊急送到衛(wèi)生所后，醫(yī)生缺乏觸電救治知識和經(jīng)驗，先為乙注射了興奮劑，后做人工呼吸，無濟于事，乙觸電死亡。乙在沒有掛好地線的情況下，盲目拆除拋線，而且程序相反，導(dǎo)致了自己觸電死亡。 原因及措施：在復(fù)線區(qū)段，一線停電，另一線有電時，停電一線上便會產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 地點：車站 39號支柱處。誤送電對作業(yè)組群體安全威脅極大。牽引供電工作人員在設(shè)備運行、 檢修和事故處理中，要與停電或帶電的高壓設(shè)備打交道，稍有不慎，就會造成人身觸電 (停電作業(yè)時觸及有電部位，帶電作業(yè)時觸及接地設(shè)備或與帶電作業(yè)非等位的其他設(shè)備 )傷害。接地線要連接牢固，接觸良好。 4．接地線應(yīng)使用截面積不小于 25mm2的裸銅絞線制成并有透明護套保護。要充分利用天窗，增大作業(yè)范圍，就要在作業(yè)區(qū)內(nèi)多點設(shè)置接地線，這種情況既增加作業(yè)人員，又使接地線作業(yè)變多、變復(fù)雜，作業(yè) 中稍有疏忽，不是掛錯地線位置，就是漏掛、少掛接地線， 反而會影響作業(yè) 安全。因此 ，在消除感應(yīng)電上，只能起到彌補和增強接地線消除感應(yīng)電的輔助作用。絕緣桿要保持清潔、干燥； 5．驗電和裝設(shè)、拆除接地線必須由兩人進行，一人操作，一人監(jiān)護； 6．接地線應(yīng)使用截面積不小于 25mm2的裸銅絞線制成并有透明護套保護。 當(dāng) 打開 裝卸線隔離開關(guān)主刀閘，合上接地刀后 ，裝卸線 雖 有 可靠接地， 但 只在一端進行 了 接地，另一端通常不進行接地 ， 從感應(yīng)電產(chǎn)生的原理分析，只是將導(dǎo)