电力牵引区段接触网对信号电缆影响的计算及探讨.pdf
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1、 0 髟 蚋 0 0 ll 0 0 0 IlIl llll0 0 0 _ - 技 术交 流0 一 囊 : , 。 + , f t : 电力牵引区段接触网对信号电缆影响的计算及探讨 蔡 家军 ( 中铁二院武汉勘 察设计研 究院有限责任公司,武汉4 0 0 7 0 ) 摘要:电力牵引区段接触网的电压和 电流,在其周围空间产生连续分布的交变电 磁场对信号电线路 产生影响 。结合工程实例 ,介绍直接供 电方式接触 网对信号 电缆的磁 感应影响的计算及信号设备的 防护 。 关键词 :接触 网;磁 感应 ;信号 电缆;影响 Abs t r a c t :Th e vo l t a g e a n d c
2、ur r e nt of t he c a t e n a r y i n e l e c t r i c t r a c t i o n s e c t i o n wi l l a ffe c t t he s i g na l c a b l e s b e c a u s e of t he c o n t i n u ou s di s t r i b ut i o n o f t he a l t e r na t i n g e l e c t r o m a gn e t i c fie l d ge ne r a t e d i n i t s s u rro un d i
3、n g a r e a By c o mb i n i n g wi t h p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g c a s e s , t h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e me a s u r e me n t a n d p r o t e c t i o n me a s u r e s t o the i n f l u e n c e o n ma g n e t i c i n d u c t i o n o f t h e s i gna l c a b l e s f r o
4、 m t h e c a t e n a r y wi t h d i r e c t p o we r s u p p l y Ke y wo r d s :c a t e n a r y ; ma g n e t i c i n d u c t i o n ; s i g n a l c a b l e s ; I n fl u e n c e DoI :1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 3 4 4 4 0 2 0 1 2 0 6 0 2 1 随着社会经济 的发展 ,对铁路运能及环保提 出 更高的要求 ,铁路 的电气化发展是必然的趋 势。电 力牵引区段接触 网的电压
5、和 电流,在其周 围空 间产 生连续分布的交变电磁场对信号电线路产生影响。 列车运行时,机车由接触网受流,牵引电流经钢轨 和大 地 流 回牵 引变 电所 ,接 触 网供 电方式 是 “ 导 线一 大地 ”不平衡供 电,会对轨道 电路产生干扰 , 同时牵引电流在悬挂的接触 网周围产生强大的交变 磁场,对其 附近信号 电缆及信号设备产生强大的 电 磁影响。如图 1 所示,此电动势沿信号电缆纵向分布 , 电压大小与电缆长度成i t ! L ,称为磁感应纵电动势。 K 一 接触网 ;A 一 信号电缆 ;, K 一 接触网电流 ; 一纵电动势 ; , A 一感应 电流 。 图1 接触网磁影响原理图 磁感
6、应纵电动势可引起下列危险影响。 1 )使运营、维修人员产生接触危险。 2 )使信号设备遭受破坏的危险 ( 击穿绝缘、烧 毁设备 ) 。 3 )使信号设备错误动作 的危险 ( 错误控制 、错 误表示、错误解锁) 。 结合工程实例 ,介绍直接供 电方式接触 网对信 号 电缆的磁感应影响的计算及信号设备的防护 。 1 计算依据 1 ) 铁路信号设计规范 ( T B 1 0 0 0 7 - 2 0 0 6 )强 制规定 : “ 受接触 网的 电磁 影响 ,在信号 电缆的 同 一 芯线上 ,任何两点间的感应纵 电动势 ( 有效值 ) 应满足 下列要 求 :接触 网正常供 电条件 下不大 于 6 0 V
7、; 接触网故 障状态下不大于 电缆直流耐压试验 的 6 0 或交流耐压试验的 8 5 。 ” 电气化牵引区段需对信号 电缆的 电气化干扰影 响进行计算来确定信号电缆防护措施。 2 ) 铁路数字信号 电缆第 1 部分 : 一般规定 ( TB T 3 1 0 0 1 2 0 0 4 )5 2 2条 : “ 信号 电缆实验电 压不低于 AC 2 5 0 0 V。 ” 3 ) 铁路数字信号电缆第 3 部分 : 综合护套铁路 数字信号 电缆 ( TB T 3 1 0 0 3 - 2 0 0 4 )5 2条 : “ 综合 护套铁路数字信号电缆的理想屏蔽系数应不大于 0 8 。 ” 4 )T B T 3 1
8、 0 0 4 - 2 0 0 4 铁路数字信号电缆第 4 部分 : 铝护套铁路数字信号电缆 5 3 条 : “ 铝护套 铁路通信信号工程技术( RS C E ) 2 0 1 2 年1 2 月,第9 卷第6 期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 。 两鲫 翩呻譬 叠 0 。 0 0 铁路数字信号 电缆的理想屏蔽系数应不大于 0 2 。 ” 5 )接触网专业提供的单线铁路牵引电流数据 如下。 接触网正常工作 时,电流 I = 5 0 0 A ; 接触 网短 路接地时,I s = 2 0 0 0 A,大地导 电率 8 =1 0 。 Sm ; 牵引供 电系统 采用 单相
9、工频 ( 5 0 Hz )2 5 kV交流 0 - 0 0 。 0 0 0 。 誊 0 。搦 魄 制、带回流线的直接供 电方式。 6 )根据站场专业提供的站场平面图简化的单线 铁路 中间站信号平面示意 图 ( 如图 2所示) 。 7 )磁感应纵 电动势的计算公式及 5 0 H Z 感 抗诺模图。 磁感应纵 电动势的计算公式如下。 b。 接近段长度l p- -1 1 k m;l p 2 =1 2 k m 图2 单线铁路中间站信号平面示意图 接触网直接供 电方式正常运行时 : E =芝g O 1 p i d E = 一 l 式中,n 广接 触网电流、电压的角频率 ( r a d s ) , = 2
10、 兀 -厂; i5 0 Hz时接触 网与信号 线路问第 i 段互 感系数 ( H k m); , 。 i 接触 网与信号 线路 间第 i 段接近段 长度 ( k m); 厂一接触网等效牵引电流 ( A) ; 5 0 Hz 时接近段 内各种接地导体的 电磁综 合屏蔽系数 ; 厂 接触网电流、电压频率 ( Hz ) 。 接触网短路接地时 : M i, d 式中, s 接触网短路 电流 ( A) 。 2 计算参数的选择及说明 以单线铁路中间站为例 ,对计算 中的各参数进 行计算及说明。 由于信号楼有综合接地装置 ,计算一个咽喉的 信号 电缆磁感应纵 电动势。 互感 系数 值 指 影响 回路 ( 接触
11、 网、强 电线 路、大地 回路)与被影响回路 ( 信号线路 、大地 回 路)间的互感系数。M值与影响、被影响回路问的 接近距离及火地导 电率 ( 6 )有关,信号电线路与接 触 网线路 的相对位置使信号 电线路产生危险或干扰 影响时称 为接近。接近距离 ( )小 时,则 值增 大,接近距离大时,则 M 值小 ; 大地导 电率愈高 , M值越小。根据大地导 电率和接近距离可在 5 0 I z 互感抗诺模图中求得 M 值。 接触网专业提供的大地导电率 8 = 1 0 S m ; 当两线路接近的距离变化不超过其算术平 均值的 5 时,称为平行接近,则 口 =a i ,沿线电缆 般均埋设在路基边坡外
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