城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)殘壓

王秀芬

【摘? 要】對(duì)于城市軌道交通來講，在運(yùn)行的過程中，直流牽引供電系統(tǒng)是使用最為主要的部件之一。在該系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}是較為嚴(yán)重的問題，也是當(dāng)前所出現(xiàn)問題當(dāng)中比較普遍的一種。對(duì)于直流牽引供電系統(tǒng)來講，當(dāng)出現(xiàn)接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}時(shí)，可能會(huì)對(duì)人的生命安全造成嚴(yán)重威脅，同時(shí)也會(huì)使檢修施工和接觸網(wǎng)送電保護(hù)閉鎖等相關(guān)工作受到影響，嚴(yán)重拖慢工作進(jìn)度。因此，論文通過測(cè)試、仿真分析和模擬驗(yàn)證等方法，對(duì)城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}進(jìn)行了研究與論述。

【Abstract】For urban rail transit， DC traction power supply system is one of the most important components in the process of operation. In the process of application of this system， the residual voltage of catenary is a serious problem， and it is also a common one among the current problems. For the DC traction power supply system， when the catenary's residual voltage problem occurs， it may pose a serious threat to people's life safety， and at the same time， it will also affect maintenance construction and catenary power transmission protection lockout and other related work， and seriously slow down the work progress. Therefore， through testing， simulation analysis and simulation verification and other methods， this paper studies and discusses the problem of residual voltage of catenary in DC traction power supply system of urban rail transit.

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;接觸網(wǎng)殘壓;直流牽引供電系統(tǒng)

【Keywords】urban rail transit; catenary's residual voltage; DC traction power supply system

【中圖分類號(hào)】U226.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）03-0154-02

1 引言

對(duì)我國(guó)的城市軌道系統(tǒng)來講，在運(yùn)作的過程中牽引供電系統(tǒng)大多數(shù)都是直流供電，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中，出現(xiàn)最普遍也是最主要的問題就是當(dāng)接觸網(wǎng)對(duì)各方向來電進(jìn)行隔離之后，驗(yàn)電器上仍然會(huì)顯示接觸網(wǎng)帶電，也就是說出現(xiàn)了接觸網(wǎng)殘壓。在我國(guó)西安、成都以及天津等城市軌道交通運(yùn)行過程中，直流牽引供電系統(tǒng)存在的接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}是非常普遍的，在一些問題發(fā)生之后，給人的生命安全帶來了嚴(yán)重威脅，產(chǎn)生了相應(yīng)的安全事故，同時(shí)在實(shí)際檢修工作當(dāng)中檢修工的進(jìn)度也受到了嚴(yán)重影響。

2 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)殘壓現(xiàn)象

對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}來講，在出現(xiàn)該現(xiàn)象時(shí)產(chǎn)生的主要影響包括如下幾點(diǎn)：首先是在接觸網(wǎng)檢修工作當(dāng)中，如果檢測(cè)到接觸網(wǎng)的殘壓比驗(yàn)電器的報(bào)警啟動(dòng)電壓要小，那么驗(yàn)電器上則無任何帶電顯示，在接地的過程中會(huì)出現(xiàn)接觸網(wǎng)打火問題。而出現(xiàn)打火問題之后，就可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備被燒蝕，從而導(dǎo)致設(shè)備的損壞。其次是如果在檢修工作當(dāng)中，接觸網(wǎng)上所殘留的電壓比驗(yàn)電器的報(bào)警啟動(dòng)電壓要大，那么在驗(yàn)電過程中驗(yàn)電器上就會(huì)顯示接觸網(wǎng)帶電，那么在此背景下，整個(gè)檢修作業(yè)不能夠進(jìn)行掛接地線作業(yè)，否則就可能會(huì)導(dǎo)致牽引供電系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)備檢修工作受到嚴(yán)重影響。最后，在檢修工作當(dāng)中，如果直流饋線開關(guān)柜線路測(cè)試當(dāng)中顯示接觸網(wǎng)的殘壓出廠設(shè)定值為300V，那么在送電時(shí)，若是接觸網(wǎng)的殘壓比300V大，那么測(cè)試工作就會(huì)顯示失敗，整個(gè)直流饋線開關(guān)柜不能夠?qū)崿F(xiàn)正常合閘。而不能正常合閘就會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)無法進(jìn)行正常送電，從而使城市軌道交通列車運(yùn)行安全受到嚴(yán)重影響。

通過對(duì)接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}進(jìn)行研究及分析之后，發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}出現(xiàn)的規(guī)律及特點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：首先是接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}，其大多數(shù)都會(huì)發(fā)生在每年的第一季度以及第四季度，因?yàn)閷?duì)于這兩個(gè)季度來講，本身的空氣溫度比較低，所以容易出現(xiàn)凝霜和凝露;其次則是對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}來講，在出現(xiàn)的過程中經(jīng)常會(huì)伴有雨、霧、霾等較為惡劣的天氣情況;最后主要是接觸網(wǎng)殘壓大多數(shù)都發(fā)生在一些車輛段或者是和車輛段接近的露天段。

3 接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}實(shí)測(cè)及分析

3.1 接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}實(shí)測(cè)

以我國(guó)西安某地鐵線路為研究對(duì)象，對(duì)車輛運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}進(jìn)行實(shí)測(cè)分析。在實(shí)測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)，該地鐵線路出現(xiàn)的殘壓值最大時(shí)能夠達(dá)到760V，所以作為測(cè)試區(qū)段是完全滿足測(cè)試條件的。通過實(shí)際測(cè)試，能夠得出以下結(jié)論：對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}來講，其本身是和相近的區(qū)段接觸網(wǎng)送電情況有關(guān)聯(lián)性聯(lián)系的。同時(shí)在接觸網(wǎng)出現(xiàn)殘壓?jiǎn)栴}時(shí)并不是普遍存在的，而是和相關(guān)聯(lián)區(qū)域的帶電情況具有直接聯(lián)系。除此之外，最重要的一點(diǎn)就是對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}來講，殘壓?jiǎn)栴}本身是和設(shè)備的電氣絕緣性能具有直接聯(lián)系的，如果電氣設(shè)備的絕緣性能比較好，那么接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}出現(xiàn)的幾率就會(huì)變低。

3.2 接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}分析

首先，對(duì)于接觸網(wǎng)來講，不同的工件分區(qū)所擁有的絕緣子固定以及支撐是不同的，所以如果想要掌握接觸網(wǎng)的整體對(duì)地絕緣電阻情況，那么就需要對(duì)各分區(qū)的絕緣部件的絕緣電阻進(jìn)行掌握。所以，需要事先對(duì)單體聚氨酯在不同的工作環(huán)境下，所體現(xiàn)出的工作性能進(jìn)行測(cè)試，然后以此對(duì)后續(xù)的分析工作進(jìn)行支撐。在對(duì)單體絕緣子進(jìn)行性能檢測(cè)之后發(fā)現(xiàn)，如果處于潮濕環(huán)境下，那么電器設(shè)備本身的絕緣強(qiáng)度會(huì)隨之下降，尤其是對(duì)于并聯(lián)綁扎電纜來講，因?yàn)楸砻娴脑魉宰儾睿瑫r(shí)電纜之間容易積水，所以電阻值的下降幅度是最大的。如果處于干燥的情況下，那么各分區(qū)段的絕緣器絕緣電阻值會(huì)比正線以及車輛段的絕緣電阻值要更大，能夠達(dá)到100倍以上。對(duì)于絕緣強(qiáng)度來講，總體強(qiáng)度是在兆歐級(jí)別。

其次，則是絕緣電阻的實(shí)測(cè)分析。對(duì)于接觸網(wǎng)來講，如果存在殘留電壓，但是接觸網(wǎng)整體的絕緣電阻仍然能夠滿足直流牽引供電系統(tǒng)的絕緣工作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠的供電。但是對(duì)于分段絕緣器來講，如果絕緣電阻是正線接觸網(wǎng)絕緣電阻的17.1倍，同時(shí)又達(dá)到了車輛段接觸網(wǎng)電阻的149.1倍，可以說明在環(huán)境不斷變得惡化的過程中，分段絕緣器的電阻下降率要比正線接觸網(wǎng)更高，所以對(duì)于正線接觸網(wǎng)來講，殘留電壓會(huì)持續(xù)變大。最后就是如果正線電壓的數(shù)值為1500V，那么根據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻情況能夠發(fā)現(xiàn)車輛段接觸網(wǎng)的電壓會(huì)降低到10V或者是比10V更低。所以對(duì)于車輛段接觸網(wǎng)來講，雖然殘留電壓不能夠完全消除，但是接觸網(wǎng)所殘留的電壓要更加微弱，相比較于絕緣電阻的殘留電壓來講并不明顯。

最后，主要是仿真分析。仿真分析的最主要目的是對(duì)絕緣電阻和電壓的分布關(guān)系進(jìn)行論證。依托軟件進(jìn)行模型的建立，然后在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行仿真分析，可以得到如下結(jié)論。對(duì)于接觸網(wǎng)當(dāng)中的絕緣電阻來講，絕緣電阻之間的比例關(guān)系將直接決定接觸網(wǎng)的殘壓數(shù)值大小。同時(shí)對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓大小來講，還會(huì)受到分段絕緣器電阻以及接觸網(wǎng)的電阻共同影響，在理論上來講，殘壓數(shù)值只能夠減小，而不能夠完全消除。

4 結(jié)論

對(duì)于接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}來講，殘壓數(shù)值的大小是受到絕緣電阻分壓比例所影響的，所以如果相近的區(qū)段進(jìn)行接觸網(wǎng)供電時(shí)，接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}是不能夠完全消除的，只是受到環(huán)境變化的影響，會(huì)導(dǎo)致殘壓數(shù)值的降低或者是增加。但是能夠通過有效的措施使接觸網(wǎng)的殘壓數(shù)值降低，從而對(duì)殘壓所造成的不良影響進(jìn)行削弱。首先是對(duì)設(shè)計(jì)以及施工工藝進(jìn)行改善，在進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)將分段絕緣器兩端的絕緣電阻進(jìn)行提升，同時(shí)還需要將設(shè)備和分段絕緣器之間的搭接進(jìn)行消除，從而使外界環(huán)境對(duì)接觸器前壓所造成的影響降到最低程度。其次主要是對(duì)現(xiàn)如今的技術(shù)水平進(jìn)行提升。在實(shí)際工作過程中，在保障對(duì)地電阻的安全前提下，需要對(duì)殘壓區(qū)段接觸網(wǎng)的對(duì)地絕緣電阻進(jìn)行降低。最后則是對(duì)送電組織流程進(jìn)行改善及創(chuàng)新，因?yàn)閷?duì)于接觸網(wǎng)來講，在殘壓?jiǎn)栴}的影響下，直流饋線開關(guān)不能夠進(jìn)行正常送電，所以整個(gè)城市軌道交通的電力調(diào)度系統(tǒng)都會(huì)受到影響。

綜上所述，作者在本文之中對(duì)其進(jìn)行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發(fā)。對(duì)于城市軌道交通牽引直流供電系統(tǒng)來講，在實(shí)際使用的過程中，接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}是不可避免的，但是能夠通過有效的措施將殘壓數(shù)值進(jìn)行降低，從而避免因殘壓數(shù)值過大所導(dǎo)致的安全問題以及其他問題。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)就接觸網(wǎng)殘壓?jiǎn)栴}進(jìn)行不斷深入研究，從根本上解決殘壓?jiǎn)栴}。

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