【文章內(nèi)容簡介】 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 。 26 電氣化鐵道接觸網(wǎng)線路屬于強電高壓線路，線路中通過的電流也是大電流，因此靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)遠(yuǎn)勝于電力系統(tǒng)，對附近電線路的影響非常 大 ，必須給予高度重視。 第一節(jié) 接觸網(wǎng)線路對 其附近 通信線路的影響 我國電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)采用工頻單相 25kv交流制供電，其牽引供電方式主要有直接供電方式（ DT） 、 BT供電方式、 AT供電方式和直供加回流線 （ DN）四種。 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。這方面的研究起步比較早，在電氣化鐵路修建時，從設(shè)計到施工、運用已 采取了防干擾和消除感應(yīng)電的技術(shù)措施，這里不再進行過多贅 述 。 27 第二節(jié) 接觸網(wǎng)線路對 其附近 電線路的影響及危害 牽引電流流過接觸網(wǎng)時，在接觸導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的強電場和強磁場不僅僅對通訊線路產(chǎn)生電磁感應(yīng)，對其附近的一切電線路都會產(chǎn)生電磁感應(yīng)。 如圖 11 所示 ， 在 有電力機車運行的接觸網(wǎng)線路 ，接觸網(wǎng)上施加的電壓為 25kv、機車運行時接觸網(wǎng)上的電流通常在 1000A 以上。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，必然會在附近的電線路上產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓。 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。由于靜電感應(yīng)作用，處于該電場內(nèi)的各類架空電線路將產(chǎn)生對地感應(yīng)電壓 uc2。 當(dāng)接觸網(wǎng)線附近一條停電檢修的電線路處于懸空狀態(tài)時，耦合電容容抗很大，耦合電容電流很小，其上的對地電壓 uc2 很高，若 人體不慎串入 電線路與大地間將電線路與大地間 構(gòu)成通路 時 ，人體電阻 R 人 與耦合電容 C2形成并聯(lián)電路，由于人體電阻 R人 遠(yuǎn)小于耦合電容C2的容抗，靜電感應(yīng)的電流絕大部分將通過人體分流，這一分流遠(yuǎn)大于耦合電容電流，會對作業(yè)人員的人身安全造成嚴(yán)重危害，必須采取措施來消除。 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(yuǎn)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(dá)到目的。因為，用接地線構(gòu)成的并聯(lián)支路將電線路與大地間直接溝通，靜電感應(yīng)電流基本上全部由其分流，作業(yè)人員處于同一電位，不再承 受感應(yīng)電壓，對作業(yè)人員 形 不成威脅或傷害。如果接地線接觸不可靠，接觸電阻增大或斷開，此時通過人體的感應(yīng)電流就會增加。當(dāng)通過人體的電流超過所能承受的最大電流（一般規(guī)定為 50mA）時，就會對人身造成傷害。 2．電磁感應(yīng)的影響和危害 當(dāng)接觸網(wǎng)線路上有電力機車運行時，接觸網(wǎng)線路中就有交流電流，其周圍就會建立起交變磁場，由于電磁感應(yīng)作用，這種交變磁場會在與其平行的附近電線路上 29 感應(yīng)出沿電線路縱向分布的感應(yīng)電動勢 U。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 。如果構(gòu)成 了 閉合回路，就必定有電磁感 應(yīng)電流 i產(chǎn)生。 假 如受影響的是一條停電檢修的線路，線路上產(chǎn)生的感應(yīng)電 動勢 對作業(yè)人員的安全將是一種致命的 危險隱患。 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。若有 人與固定連接點相距一定距離 的地方 不慎串入線路與大地間 ， 將線路與大地間 形成 通路，就會構(gòu)成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電流，遭受電磁感應(yīng)的危害； （ 3） 當(dāng)有兩點與地連通時，兩地線間就構(gòu)成了閉合回路，回路中就會有 固定的 感應(yīng)電流產(chǎn)生。若 此時不慎將 閉合回路 斷開，檢修中 就 會隨時發(fā)生 作業(yè)人員身體連通的 可能 ，對 人 身 造成傷害。 30 3．檢修線路上有接地線時產(chǎn)生感應(yīng)電的特點 綜上所述， 要消除檢修線路上的電磁感應(yīng)電影響，必須要為被檢 修 線路人為構(gòu)建成一個閉合回路。停電檢修電線路時，為防止變配電所誤送電， 如圖 12 所示，在被檢 修 線路兩端分別設(shè)置的接地 線，對感應(yīng)電而言，恰巧構(gòu)建了一個人為的閉合回路，為感應(yīng)電流提供了通路。地線的設(shè)置不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電影響也不同。其特點如下： （ 1）如果 被 檢修線路兩端設(shè)置的接地線接觸牢固、位置合理，回路可靠的閉合、不形成斷口或作業(yè)人員不串入斷口，兩地線間電線路中的感應(yīng)電就達(dá)不到威脅作業(yè)安全的程度，作業(yè)人員直接接觸被檢 修 線路時是安全的，就不會造成傷害。 （ 2）如果 被 檢修線路兩端設(shè)置的接地線位置不合理，超出相關(guān)規(guī)定，兩地線間電線路中 產(chǎn)生的 感應(yīng)電就會 遠(yuǎn) 高于安全 電壓值 。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。 （ 3）如果 被 檢修線路設(shè)置的接地線接觸不牢固，有一端斷開了（或未設(shè)置接地線），作業(yè)人員接觸時，就會直接通過人體形成閉合回路，使感應(yīng)電流流過人體。這種情況下，通過人體的感應(yīng)電流最大，威脅作業(yè)安全最嚴(yán)重，最容易發(fā)生人身傷亡。 第三節(jié) 感應(yīng)電對附近不同電線路電磁影響的區(qū)別 上述分析表明：感應(yīng)電的大小與兩線間距、平行長度、帶電線路上電壓高低、電流變化及氣候等情況有關(guān)。當(dāng)停電的線路與帶電的接觸網(wǎng)線路或電線路距離不遠(yuǎn)，平行長度又較長時，在線路中感應(yīng)的 感應(yīng) 電動勢可 以達(dá)到危險的程度。 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。如此高的感應(yīng)電壓，在作業(yè)中若停電線路未接地或接地不良，一旦有人 不慎 接觸 ,電流通過人體接地形成回路 ， 使人體遭到電擊觸電。研究部門的實驗表明，電磁感應(yīng)在相距 100m 以外時，仍有可觀的影響。因此 絕 不容忽視。 32 一、 接觸網(wǎng)線路對通訊線路的影響 特點 在光纜通訊技術(shù)未使用以前干擾影響很大。由于通訊線路采用光纜技術(shù)不產(chǎn)生電磁影響，架空通訊明 線改造為地下敷設(shè)電纜后電磁感應(yīng)減弱， 加 之兩線間距一般大于 100m以上，因而影響較輕。 二、接觸網(wǎng)線路對電力線路的影響特點 在電化區(qū)段，對沿鐵路線架設(shè)的電力貫通線 ，尤其是 電力貫通、 自閉線路，與接觸網(wǎng)線的平行長度較長，兩線間距在 50～ 100m 范圍內(nèi)，可感應(yīng)出較高的電壓。特別 是 一些區(qū)段的 電力貫通 或 自閉 線與接觸網(wǎng)同桿合架，這時兩線距離很小，其上感應(yīng)電壓很高，足以危及人的生命安全。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 。 1．靜電感應(yīng)電壓的特點： 由靜電感應(yīng)計算 公 式可知靜電感應(yīng)電壓的大小主要取決于： （ 1） 接觸網(wǎng)與電力貫通 (自閉 )線間平行距離。平行距離越小，產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓越大。 （ 2） 接觸網(wǎng)線路的電壓。接觸網(wǎng)線路的電壓越高，則產(chǎn)生的靜電感應(yīng)電壓越大；靜電感應(yīng)電壓與接觸網(wǎng)中有無電流無關(guān)。 2． 感應(yīng)電動勢的特點： 33 由電磁感應(yīng) 計算公式 可知電磁感應(yīng)電動勢大小主要取決于： （ 1） 接觸網(wǎng)牽引電流。牽引電流越大，則產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電動勢越大。 （ 2） 兩線平行距離。兩線平行距離越小，則產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電動勢越大。 （ 3） 兩線平行長度。兩線平行長度越長，則產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電動勢越大。 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。由于電力線的三相對稱性，加之兩線距離較大，其產(chǎn)生的感應(yīng) 34 電壓比較小， 自電氣化鐵路開通以來幾乎 未 發(fā)生過 威脅接觸網(wǎng)停電檢修時作業(yè)人員的安全 情況 ， 一直 沒有引起接觸網(wǎng)檢修運行人員的 普遍重視。 四、復(fù)線區(qū)段帶電接觸網(wǎng)對停電接觸網(wǎng)的影響特點 35 電氣化鐵路 復(fù)線 區(qū)段 ，如圖 13 所示，上、下兩行線路雖然都是電線路，但與電力線路相比，上、下兩行線路間距大多不超過 10m，平行長 度很長，線路電導(dǎo)率較小，這些結(jié)構(gòu)上明顯的不同之處，決定了接觸網(wǎng)一行對另一行接觸網(wǎng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電要遠(yuǎn)高于對附近其他電線路產(chǎn)生的感應(yīng)電。 若上、下行間距離為 10m，接觸網(wǎng)導(dǎo)高為 6m，接觸網(wǎng)電壓為 ，根據(jù)靜電感應(yīng)電壓公式，則此時靜電感應(yīng)電壓為 ： )(2 0 9 32 5 0 0 06610 222222vUcba bcKU j???? ???????? 36 若通過的牽引電流在 100A 以上 ,平行感應(yīng)長度為1000m，則最小電磁感應(yīng)電壓為 )(653211101 0 4 03 1 41 0 0 6vlMIU pj???????????? 但實際中機車牽引電流遠(yuǎn)大于 100A，作業(yè)中，如發(fā)生裝設(shè)接地線程序錯誤或在接地線未掛好 的情況下作業(yè)人員接觸停電的接觸網(wǎng)設(shè)備時，平行感應(yīng)長度也遠(yuǎn)大于 1000m，假設(shè)通過的牽引電流在 1000A 以上 ,平行感應(yīng)長度為 10km 以上，則產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓為 : )(32651011010403141000 6vlMIU pj??????????? 此時產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 40v 的人體安全電壓，就會導(dǎo)致人員觸電。因此，作業(yè)區(qū)兩端設(shè)置保護接地線，且兩地線間距離不大于 1000m是一項確保作業(yè)安全的有效措施。 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(rèn)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)。 37 五、 帶回流線或架空地線時感應(yīng)電壓的影響 在帶回流線或架空地線的直接供電方式中，由于回流線或架空地線中流過的電流與帶電接觸網(wǎng)線路中流過的電流方向相反，對停電的接觸網(wǎng)線路而言，其產(chǎn)生的電磁感應(yīng)與帶電接觸網(wǎng)線路產(chǎn)生的電磁感應(yīng)方向也相反，有一定的 抵消作用，即有一定的屏蔽能力。因此，此種情況下產(chǎn)生的電磁感應(yīng)低于無回流線的情況，前述分析結(jié)論完全適合帶回流線或架空地線時的情況。 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。測試結(jié)論如下 （測試過程見附錄） ： 1． 架空回流線的電壓隨上下行機車取流影響較大，尤其是受同一側(cè)線路的影響大，電壓隨機車取流增加而增大； 2． 停電后的接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓較 高 （ 3600v 以上），大小主要跟該供電臂長度有關(guān)，長度越長，感應(yīng)電壓越大，該電壓受 鄰 線機車取流影響較??； 3． 停電的接觸網(wǎng)在兩端加掛接地封線后（接地線距離 300m），接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓、鋼軌 對地電壓都較低（不大于 10v），并且在 蘭新線 截 河壩 －武 威 上行，距離變 38 電所 2km的地點試驗過程中， 5400v接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓在變電所閉合接地刀后，立即減小到 4v左右（同 300m加掛地線時的電壓相同）； 4． 接觸網(wǎng)加掛 地 線（鋼軌）和回流線接地（接地極）后，兩者間的電壓不超過 10v； 5． 在接觸網(wǎng)加掛地線（鋼軌）后，如果變電所閉合接地刀，天 水～ 蘭 州區(qū)段 、蘭 州～ 武 威區(qū)段 、武 威～嘉 峪關(guān)區(qū)段 都存在牽引回流通過接地線－接觸網(wǎng)－變電所接地刀回流的問題，且大小相當(dāng)于饋線電流的 1/3； 6． 在軌道絕緣節(jié)較多的車站（或有軌縫絕緣、扼流變的區(qū)間），存在軌道回流從供電臂遠(yuǎn)端地線流向接觸網(wǎng)，再從供電臂近端地線流回鋼軌的問題，主要是鋼軌電阻較大造成的； ７． 回流線接地后，地線中沒有電流通過。