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电气化铁路“穿越电流”的成因分析及预防措施

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电气化铁路“穿越电流”的成因分析及预防措施 摘要:在 V 型天窗下,停电一边的接触网除了有感应电压以外,还存在着穿 越电流对施工人员的危害。 本文依据现场经验总结,分析了接触网穿越电流的成 因、危害及防护措施等,提高接触网工作人员对穿越电流的认识,减少作业人员 的伤害。 关键字: V 型天窗;穿越电流;成因、危害及防护措施 中图分类号: F407 文献标识码: A 文章编号: 1 前言 众所周知,我国电气化铁道牵引网采用工频单相交流制,其特殊的供电 方式属于单相不对称供电系统。 在其供电过程中,周围的大气空间将产生不对称 的交变电磁场,在复线 V 型天窗接触网作业时,即一线停电施工,一线正常运 行的情况下。由于静电感应和电磁感应电动势的存在,在停电的接触网线路上, 将产生感应电压,严重影响施工人员的人身安全。但现场施工经验表明,施工人 员对感应电压的认识及其安全防护措施相对比较完善, 如停电作业区域内进行安 装接地线、 采用绝缘梯车等; 然而大部分施工人员对接触网的穿越电流的认知和 危害就比较淡薄, 甚至没有任何概念。本文依据施工现场经验和事故发生的原因 分析,将穿越电流的成因及危害总结如下: 2 V 型天窗中接触网的穿越电流 2.1 穿越电流的形成原因 电力机车上的受电弓在接触网上滑行并取得电流,之后再经由钢轨、回 流线和大地流会牵引变电所,形成牵引电流回路。在复线区段(如图 1 所示) , 上、 下行钢轨在车站两端的咽喉区通过道岔相互连接,在道岔两端的绝缘节上安 装有扼流变压器且全站的扼流变压器通过大地是相互连通的。 扼流变压器的中性 点上安装有吸上线并连接在回流线上,这就使得上、下行的钢轨和回流线通过道 岔是相互连通的。换句话说,钢轨的回流、回流线的回流和大地的杂散回流,三 者是相互并联的,并最终流回至牵引变电所。 图1 在 V 型天窗点对接触网进行施工作业时,即一线停电施工,一线正常运 行。当带电的一侧,有机车开始取流时,钢轨、回流线和大地上就会形成牵引回 流。由于上、下行之间的钢轨是通过道岔相互连接的,即当上行线(架设上行线 带电正常运行,下行线停电施工)有轨回流时,必然会有一部分电流流至已停电 的下行线的钢轨和回流线中,就会形成穿越电流。 2.2 穿越电流的进一步讨论 有些接触网施工人员可能会问:我们在施工作业前,在作业区域两端已 经安装有接地线(通常是一端挂接触线,一端连接钢轨)了,这样不就可以进行 保护了吗?对于上述问题,我们以下图作简要说明(如图 2) 。 图2 从图 2 可知, 轨回流在接地点的位置一分为二,一边沿着钢轨继续回流, 一边顺着接地线回流到接触网上。这就说明,即使下行线在作业区域内安装有接 地线,也会有穿越电流的危害。 按上述情况分析,有些接触网施工人员可能又会问:安装接地线进行保 护也不安全,那我们还怎么进行施工? 对于这个问题:我们分两种情形进行分析: (1)当接触网完好时,即没有分段绝缘器、器件式分相等设备时,如下图 3 所示: 图3 在这种情况下,施工人员碰触接触网也不会被穿越电流所伤害,因为接 触网的电阻率远小于人体电阻率, 穿越电流只会通过接触网而不经过人体返回牵 引变电所,不会对施工人员造成伤害。 (2)但当接触网开路时,即有分段绝缘器、器件式分相等设备时,施工 人员如果将开路点连通,这就充当了电流的回路。此时,穿越电流一方面由接触 线流向人体,另一方面由梯车流向人体,进而造成触电事故,危害其施工人员的 人身安全等。 2.3 穿越电流可能存在的位置 2.3.1 接触网的卡断接续 这是接触网施

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