城市軌道交通直流牽引供電系統接觸網殘壓

王秀芬

【摘? 要】對于城市軌道交通來講，在運行的過程中，直流牽引供電系統是使用最為主要的部件之一。在該系統應用的過程中，接觸網殘壓問題是較為嚴重的問題，也是當前所出現問題當中比較普遍的一種。對于直流牽引供電系統來講，當出現接觸網殘壓問題時，可能會對人的生命安全造成嚴重威脅，同時也會使檢修施工和接觸網送電保護閉鎖等相關工作受到影響，嚴重拖慢工作進度。因此，論文通過測試、仿真分析和模擬驗證等方法，對城市軌道交通直流牽引供電系統接觸網殘壓問題進行了研究與論述。

【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.

【關鍵詞】城市軌道交通;接觸網殘壓;直流牽引供電系統

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

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

1 引言

對我國的城市軌道系統來講，在運作的過程中牽引供電系統大多數都是直流供電，所以在實際應用過程中，出現最普遍也是最主要的問題就是當接觸網對各方向來電進行隔離之后，驗電器上仍然會顯示接觸網帶電，也就是說出現了接觸網殘壓。在我國西安、成都以及天津等城市軌道交通運行過程中，直流牽引供電系統存在的接觸網殘壓問題是非常普遍的，在一些問題發生之后，給人的生命安全帶來了嚴重威脅，產生了相應的安全事故，同時在實際檢修工作當中檢修工的進度也受到了嚴重影響。

2 城市軌道交通直流牽引供電系統接觸網殘壓現象

對于接觸網殘壓問題來講，在出現該現象時產生的主要影響包括如下幾點：首先是在接觸網檢修工作當中，如果檢測到接觸網的殘壓比驗電器的報警啟動電壓要小，那么驗電器上則無任何帶電顯示，在接地的過程中會出現接觸網打火問題。而出現打火問題之后，就可能會導致整個供電系統當中的設備被燒蝕，從而導致設備的損壞。其次是如果在檢修工作當中，接觸網上所殘留的電壓比驗電器的報警啟動電壓要大，那么在驗電過程中驗電器上就會顯示接觸網帶電，那么在此背景下，整個檢修作業不能夠進行掛接地線作業，否則就可能會導致牽引供電系統當中的設備檢修工作受到嚴重影響。最后，在檢修工作當中，如果直流饋線開關柜線路測試當中顯示接觸網的殘壓出廠設定值為300V，那么在送電時，若是接觸網的殘壓比300V大，那么測試工作就會顯示失敗，整個直流饋線開關柜不能夠實現正常合閘。而不能正常合閘就會導致接觸網無法進行正常送電，從而使城市軌道交通列車運行安全受到嚴重影響。

通過對接觸網殘壓問題進行研究及分析之后，發現接觸網殘壓問題出現的規律及特點主要表現在如下幾點：首先是接觸網殘壓問題，其大多數都會發生在每年的第一季度以及第四季度，因為對于這兩個季度來講，本身的空氣溫度比較低，所以容易出現凝霜和凝露;其次則是對于接觸網殘壓問題來講，在出現的過程中經常會伴有雨、霧、霾等較為惡劣的天氣情況;最后主要是接觸網殘壓大多數都發生在一些車輛段或者是和車輛段接近的露天段。

3 接觸網殘壓問題實測及分析

3.1 接觸網殘壓問題實測

以我國西安某地鐵線路為研究對象，對車輛運行過程中所出現的接觸網殘壓問題進行實測分析。在實測過程中發現，該地鐵線路出現的殘壓值最大時能夠達到760V，所以作為測試區段是完全滿足測試條件的。通過實際測試，能夠得出以下結論：對于接觸網殘壓問題來講，其本身是和相近的區段接觸網送電情況有關聯性聯系的。同時在接觸網出現殘壓問題時并不是普遍存在的，而是和相關聯區域的帶電情況具有直接聯系。除此之外，最重要的一點就是對于接觸網殘壓問題來講，殘壓問題本身是和設備的電氣絕緣性能具有直接聯系的，如果電氣設備的絕緣性能比較好，那么接觸網殘壓問題出現的幾率就會變低。

3.2 接觸網殘壓問題分析

首先，對于接觸網來講，不同的工件分區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的整體對地絕緣電阻情況，那么就需要對各分區的絕緣部件的絕緣電阻進行掌握。所以，需要事先對單體聚氨酯在不同的工作環境下，所體現出的工作性能進行測試，然后以此對后續的分析工作進行支撐。在對單體絕緣子進行性能檢測之后發現，如果處于潮濕環境下，那么電器設備本身的絕緣強度會隨之下降，尤其是對于并聯綁扎電纜來講，因為表面的憎水性變差，同時電纜之間容易積水，所以電阻值的下降幅度是最大的。如果處于干燥的情況下，那么各分區段的絕緣器絕緣電阻值會比正線以及車輛段的絕緣電阻值要更大，能夠達到100倍以上。對于絕緣強度來講，總體強度是在兆歐級別。

其次，則是絕緣電阻的實測分析。對于接觸網來講，如果存在殘留電壓，但是接觸網整體的絕緣電阻仍然能夠滿足直流牽引供電系統的絕緣工作要求，能夠實現安全可靠的供電。但是對于分段絕緣器來講，如果絕緣電阻是正線接觸網絕緣電阻的17.1倍，同時又達到了車輛段接觸網電阻的149.1倍，可以說明在環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更高，所以對于正線接觸網來講，殘留電壓會持續變大。最后就是如果正線電壓的數值為1500V，那么根據對應的電阻情況能夠發現車輛段接觸網的電壓會降低到10V或者是比10V更低。所以對于車輛段接觸網來講，雖然殘留電壓不能夠完全消除，但是接觸網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絕緣電阻和電壓的分布關系進行論證。依托軟件進行模型的建立，然后在此基礎之上進行仿真分析，可以得到如下結論。對于接觸網當中的絕緣電阻來講，絕緣電阻之間的比例關系將直接決定接觸網的殘壓數值大小。同時對于接觸網殘壓大小來講，還會受到分段絕緣器電阻以及接觸網的電阻共同影響，在理論上來講，殘壓數值只能夠減小，而不能夠完全消除。

4 結論

對于接觸網殘壓問題來講，殘壓數值的大小是受到絕緣電阻分壓比例所影響的，所以如果相近的區段進行接觸網供電時，接觸網殘壓問題是不能夠完全消除的，只是受到環境變化的影響，會導致殘壓數值的降低或者是增加。但是能夠通過有效的措施使接觸網的殘壓數值降低，從而對殘壓所造成的不良影響進行削弱。首先是對設計以及施工工藝進行改善，在進行接觸網設計的過程中，應當將分段絕緣器兩端的絕緣電阻進行提升，同時還需要將設備和分段絕緣器之間的搭接進行消除，從而使外界環境對接觸器前壓所造成的影響降到最低程度。其次主要是對現如今的技術水平進行提升。在實際工作過程中，在保障對地電阻的安全前提下，需要對殘壓區段接觸網的對地絕緣電阻進行降低。最后則是對送電組織流程進行改善及創新，因為對于接觸網來講，在殘壓問題的影響下，直流饋線開關不能夠進行正常送電，所以整個城市軌道交通的電力調度系統都會受到影響。

綜上所述，作者在本文之中對其進行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發。對于城市軌道交通牽引直流供電系統來講，在實際使用的過程中，接觸網殘壓問題是不可避免的，但是能夠通過有效的措施將殘壓數值進行降低，從而避免因殘壓數值過大所導致的安全問題以及其他問題。在今后的發展過程中，應當就接觸網殘壓問題進行不斷深入研究，從根本上解決殘壓問題。

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