地鐵接觸網(wǎng)感應電壓分析及應對措施研究

付平安

（中鐵建電氣化局第一工程有限公司，河南 洛陽 471000）

地鐵接觸網(wǎng)可以保證地鐵的有效運行，對接地鐵接觸和供電線路，為其提供電能，是牽引供電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一，當前在地鐵接觸網(wǎng)的工作過程中會存在感應電壓，具有安全隱患，需要深入分析，明確其應對方法，優(yōu)化地鐵接觸網(wǎng)性能。

一、分析地鐵接觸網(wǎng)感應電壓

電力機車在地鐵上運行的過程中，地鐵接觸網(wǎng)受供電等因素的影響，交流電流會出現(xiàn)在地鐵接觸網(wǎng)中，相應的周圍會產(chǎn)生交變磁場，在電磁感應的作用下，附近與交變磁場平行的電線路受磁場影響，產(chǎn)生感應電動勢，這種感應電動勢是縱向分布的（基于電線路）。在此過程中，在電線路懸空的情況下，如果閉合回路未能有效構(gòu)成，在其影響范圍內(nèi)的電線路只會存在感應電動勢；而相反，如果閉合電路被構(gòu)成那么就產(chǎn)生電磁感應電流。其出現(xiàn)會為地鐵管理留下較大的安全隱患，影響附近通信線路、電力線路。如果感應電壓影響線路是處于停電檢修狀態(tài)的，那么還會為工作人員的人身安全造成嚴重隱患[1]。

二、應對地鐵接觸網(wǎng)感應電壓的對策

（一）強化設(shè)計工藝

考慮到感應電壓對地鐵接觸網(wǎng)的影響，需要將設(shè)計工藝進行優(yōu)化，通過合理的施工布局、線路規(guī)劃，強化地鐵接觸網(wǎng)性能。工作人員可以從電氣安全距離方面入手，合理設(shè)定絕緣穿透距離、電氣間隙以及爬電距離，將感應電壓進行減緩甚至消除。同時，大部分地鐵管理中在絕緣子上的規(guī)定基本都是保持一年清掃一次絕緣子表面，但是其在實際運用過程中并不能有效保證其表面的干凈，建議增加清掃頻率，提升絕緣子表面的清潔度。經(jīng)相關(guān)檢測表明，在清掃絕緣部件之前殘壓為800V，清掃之后有了明顯的改善作用，殘壓降低至710V。同時，在接觸網(wǎng)系統(tǒng)整體的設(shè)計上，工作人員需要重視分段絕緣器的選擇，結(jié)合空氣絕緣距離以及爬電距離，保證分段絕緣器的適用性，降低外界環(huán)境對地鐵接觸網(wǎng)的影響，降解感應電壓，保證地鐵接觸網(wǎng)運行效果。

（二）改進檢測裝置

從接觸網(wǎng)作業(yè)的層面看，在優(yōu)化接觸網(wǎng)性能、檢修接觸網(wǎng)之前，工作人員可以先檢測其電壓情況，在確定安全對地電阻基礎(chǔ)上，將存有感應電壓部分的接觸網(wǎng)的對地絕緣電阻進行降低，增設(shè)臨時驗電器，檢測電壓，保證接觸網(wǎng)作業(yè)的安全。其中，檢測裝置可以結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備情況進行改善，采用直流電壓表和電阻進行分壓處理，并重視計算比率，將二者進行結(jié)合。例如，正常情況下，1500V 是接觸網(wǎng)的常規(guī)供電電壓，最高不會超過1800V，且其正常電壓值會大于殘存電壓，結(jié)合人員安全和冗余設(shè)計，選擇量程為2000V 的直流開關(guān)柜電壓表、將現(xiàn)有的聲光報警器的驗電桿（長度可以進行伸縮調(diào)整）作為絕緣棒，經(jīng)試驗檢測和試用表明其符合使用需求，然后選擇的4.8kΩ 阻值、5V 電壓的電壓表進行分壓處理，結(jié)合串聯(lián)電阻特點和分壓原理，最終得出1.75MΩ 為最佳分壓電阻。具體的計算公式為：U1=R1/R2×U2，其中U1 表示殘壓電壓，R1 表示電流表電阻，U2 表示總電壓，R2 表示總電阻。通過測量計算的方式可以為工作人員的人身安全奠定可靠基礎(chǔ)，工作人員可以結(jié)合具體作業(yè)現(xiàn)場，選擇放電等措施，實現(xiàn)安全作業(yè)[2]。

（三）優(yōu)化送電流程

接觸網(wǎng)供電方式有三種，分別為：單邊供電，電力機車的電能獲得途徑為供電臂中的一個牽引站；雙邊供電，即電力機車的電能獲取途徑為兩個牽引站；越區(qū)供電，這種供電方式在一般情況下并不會采用，適用于供電臂牽引站出現(xiàn)問題的情況中。基于現(xiàn)有供電方式，考慮到接觸網(wǎng)的實際性能，可以將送電流程進行優(yōu)化，采用送電－分閘形式，即在送上行電后進行分閘，相應的在送下行電后也進行分閘處理，明確沒有短路情況發(fā)生之后，再將保護裝置進行退出，開始送電，然后再啟動保護裝置，完成送電。這種應對方式的典型代表為南京地鐵，其在初期階段在投退保護裝置上采用人工手段，并將臨時的措施轉(zhuǎn)化為長期應對方案，降低感應電壓的不利影響。

（四）改善內(nèi)外環(huán)境

地鐵接觸網(wǎng)感應電壓會受到外部環(huán)境的影響，地鐵隧道中的滲漏水具有一定的腐蝕性，會嚴重腐蝕接觸網(wǎng)構(gòu)件，而接觸網(wǎng)構(gòu)件中承受大部分電流的匯流排構(gòu)件的耐腐蝕較差，受腐蝕影響更大，一旦受滲漏水腐蝕就會降低其機械性能，且絕緣子在受潮后就會出現(xiàn)漏電流，和感應電壓共同作用，提升絕緣子附近的電場強度，進而將其空氣的耐壓性進行降低，此時如果條件滿足，很容易出現(xiàn)空間放電，損害接觸網(wǎng)整體性能。對此，可以將接觸網(wǎng)構(gòu)件進行優(yōu)化，以地鐵剛性接觸網(wǎng)為例，其主要構(gòu)成構(gòu)件有定位槽鋼、吊柱、T 型螺栓等，工作人員可以采用抗腐蝕手段提升其對滲漏水腐蝕性的抵御能力，進行鍍鋅，同時加強隧道檢查工作，將存在滲漏水的部分進行封堵，降低其對接觸網(wǎng)感應電壓的影響，保證接觸網(wǎng)的正常運行。此外，技術(shù)人員需要加大對接觸網(wǎng)線路的研發(fā)力度，創(chuàng)新現(xiàn)有工藝，實現(xiàn)技術(shù)突破，進而實現(xiàn)接觸網(wǎng)整體質(zhì)量的優(yōu)化。

結(jié)語：總而言之，隨著地鐵工程在越來越多城市中的發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為城市交通中的重要部分，是居民外出的主要工具之一，其建設(shè)質(zhì)量優(yōu)劣與否十分重要，需要重視優(yōu)化對地鐵具有重要影響作用的地鐵接觸網(wǎng)，提升對感應電壓的應對能力，從而保證其可靠性。