城市軌道交通直流牽引供電系統接觸網殘壓分析

摘要：城市軌道交通的使用頻率十分高，所以經常會出現一些問題，最為常見的問題是接觸網的殘壓問題。基于此，本文就對城市軌道交通直流牽引供電系統中的接觸網電壓進行分析，并提出一些有效的解決方案，可供參考。

關鍵詞：城市;軌道交通;直流牽引供電系統;接觸網;殘壓

1接觸網殘壓問題與原因

因為一些技術方面的原因，在城市軌道交通運營后，接觸網隔離各種方向的來電之后，用驗電器對接觸網進行檢測，驗電器顯示接觸網上仍然帶有電壓，即接觸網殘壓，為保證運營檢修人員的安全，需要對其出現問題的原因進行分析，并采取合理措施進行解決。根據實際情況的調查，以某城市軌道交通對直流牽引供電系統的接觸網殘壓問題進行分析。其實，盡管城市對該方面的問題進行嚴格監督管理，但是該城市每年還是會有許多安全事故發生，其中，統計到的接觸網殘壓的范圍在100-600V，這對于運營檢修人員來說，是一個極其危險的范圍。當檢修人員用驗電器對接觸網進行電力測試時，如果殘壓過高，驗電器就會響起警報，此時，按照相關的安全規章制度，不允許掛接底線作業。如果驗電器沒有發出警報聲，檢修人員可以繼續對接觸網進行檢查維護，但是在掛接地線過程中可能會出現接觸網打火問題，進而會對接觸網產生一定程度的灼燒，沒有辦法進行補救，也會影響城市軌道交通的通車情況。其實，城市軌道交通直流牽引供電系統內基礎網殘壓問題的出現是需要一定的環境條件的，而且這一問題的發生時間往往都是比較固定的，通常都會在年末和年初的時候發生，主要是因為在這期間，環境溫度較低，再加上雨雪天氣經常出現，所以為基礎網殘壓問題的發生提供了條件。此外，由于我國對接觸網殘壓的成因沒有十分準確的答案，就無法采取具有針對性的措施降低接觸網殘壓的發生概率。除了這些客觀因素之外，還存在一些主觀因素，這些因素也是導致接觸網殘壓現象發生的根本條件。首先，相關市政工程部門在對接觸網殘壓進行研究討論時，部分管理人員認為這是無法避免的問題，因此他們沒有對接觸網的殘壓問題進行深入的了解與學習，在對該問題進行檢查管理的過程中，也沒有嚴格的管理制度，缺少專業的檢修人員對問題進行分析與統計，導致統計的數據缺乏準確性，而且，接觸網殘壓是一個高危、高溫、高空和高強度的工作，例如在進行檢修時，梯車的架子溫度十分高，檢修人員經常是汗流浹背，如果檢修人員不能克服這些困難，就無法保證城市軌道交通的持續運營，很有可能會使整個城市的交通處于一個癱瘓的狀態。

2接觸網殘壓實測分析

2.1接觸網殘壓實測

例如，西安地鐵1號線西咸車輛段及其相鄰區段發生過多起接觸網殘壓較嚴重的情況，其殘壓值最高可達到760V，故以此段作為測試區段。圖1為接觸網殘壓實測區段示意圖。

如圖1所示，西咸車輛段與正線相鄰的兩個供電分區為出段線1D2分區和入段線1D3分區（分別有336個和312個絕緣支撐部件），均為露天段;正線區段1A1、1B2分區分別與1D3、1D2分區相鄰，含地面段和地下段部分（分別有210個和482絕緣支撐部件）;1A2、1B3分區是分別與1A1、1B2分區相鄰的地下段正線接觸網分區;1B3分區為1B2分區正線相鄰區段，相互之間為絕緣錨段關節，無電氣連接。本項測試的目的是為了驗證接觸網各分區問的電壓相互影響關系。不同停送電情況下接觸網各分區電壓測試結果見表1。

測試中，1A1分區出現了殘壓，因此重點對1A1分區電壓值進行測試分析，可以得到以下結果：1A1分區未受到1A2、1B2、1B3、1D2分區電壓的直接影響，這4個接觸網分區停電后，1A1分區殘壓仍然存在;1A1分區殘壓與ID3分區有直接關系：當1D3分區帶電時，1A1分區出現殘壓;當ID3分區停電時，1A1分區殘壓消失;1A1分區送電時，1D3分區未出現殘壓，因此1A1分區不影響1D3分區。由此可得以下實測結論：接觸網殘壓與相鄰區段接觸網送電情況存在關聯性;接觸網殘壓不是普遍推測的接觸網存在殘留電荷產生的網壓，而是與相關區域帶電情況有關;1D3分區對1A1分區形成殘壓，1D2分區對lB2分區無殘壓，1A1分區正線送電對車輛段接觸網1D3分區殘壓沒有影響，因此可判斷殘壓與設備電氣絕緣性能有關。

2.2接觸網系統對地絕緣電阻分布分析

測試區段接觸網系統中露天段為柔性接觸網，地下段為剛性接觸網，接觸網系統通過各支持定位絕緣子與大地絕緣。現以西安地鐵1號線1D3和1Al接觸網分區為例，1D3和1A1分區接觸網對地絕緣電阻是分別由n1個絕緣子和n2個絕緣子并聯形成的電阻值（n1=312個，n2=210個）。分段絕緣器、接觸網絕緣子絕緣電阻（兆歐級別）相對于接觸網線路電阻（117.68μΩ/m）和鋼軌對地電阻（地下段標準為15Ω·km）比差極大，計算中可以忽略。接觸網各絕緣子為并聯關系，對地電阻關系可簡化為圖2所示。

根據圖2接觸網對地電阻等效情況分析，假設當車輛段側（1D3）供電，正線側（1A1）停電時，依據電阻的分壓原理，R與尺串聯并與尺并聯，當車輛段電壓為1500V時，則正線接觸網電壓為即正線電壓由分段絕緣器絕緣電阻值與正線絕緣電阻值共同決定。

3結語

綜上，想要從根本上對城市軌道交通的穩定健康的發展加以保證，最為重要的是要完善當前的專業技術，盡可能地規避交通直流牽引供電系統的接觸網殘壓問題的發生。

參考文獻

[1]趙麥麗.城市軌道交通直流牽引供電系統有關技術研究[J].工程建設與設計，2017.

[2]陳成軍，劉勇.城市軌道交通直流牽引供電系統接觸網殘壓研究及防范措施[J].建筑工程技術與設計，2019.

作者簡介：

邸鑫鵬（1982.7-）男，天津，西南交通大學電氣專業本科，單位：天津市市政工程設計研究總院軌道交通院，研究方向：軌道交通供電系統、綜合監控系統。