探讨铁路电气化改造影响下的通信光缆防护工作

胡长冰

摘要：电气化铁路有着速度快、节能好、成本低、运输能力强等优点。随着我国铁路建设的推进，铁路电气化也成为了我国近年来重点的建设项目，得到了很大的发展。铁路在经过电气化改造之后，有可能对附近的光缆等产生一定的电磁干扰，从而可能引发相应的危险，对于线路的正常运行以及工作人员的安全都带来了极大的挑战。在本文中，将就铁路电气化改造影响下的通信光缆防护工作进行一定的分析与探讨。

关键词：铁路电气化改造 通信光缆 防护

1 概述

电气化铁路有着运输能力强、节能环保、速度快、成本低等优点，而受到了我国目前铁路建设的很大重视。尤其是对于一些干线铁路以及有较长隧道、陡坡等地区进行铁路电气化，无论是在经济效益方面还是专业技术上都有着很好的优越性。而对铁路电气化的改造进行加快，也正是我国目前能源结构进行调整的需求。铁路电气化同以往相比而言，其较为注重集群效益，即形成网络化、规模化，从而对整体的运输能力进行增强。同时，由于铁路在牵引过程中使用的电气化造成在投入运行之后有着对沿线光缆产生干扰的特点，就使得其存在一定隐患，如果超过了规定的标准，将会对传输质量带来较为严重的影响，甚至有可能会对工作人员的安全造成威胁。而为了对这种可能出现的电磁影响进行防护，就必须有针对性的采取相应的措施。

2 牵引供电系统以及电磁影响

将电能从电网传动到电车的电力装置也就是电气化牵引供电系统中，其主要由接触网以及牵引变电所两部分所组成，对于牵引变电所来说，其将电力系统的输电电压从110kV降至27.5kV，并经过电线为媒介将电能传送到接触网上。之后，再由其沿着铁路上空架设设备，使电车从其中获取电能来保证电车的正常行驶。在牵引变电所地点设置中，其四周的接触网设置有分相绝缘装置，并且在其两侧变电所之间都会专门设置相应的分区亭。由于牵引供电回路中的电流以及电压所产生的电磁作用，就会使得其轨道附近的金属导体以及地面间都会产生相应的感应电流，对相关社会以及人的安全都会造成威胁。而在这电磁影响中，主要有容性耦合、感性耦合以及阻性耦合几种方式。

2.1 容性耦合影响。容性耦合也称作静电影响，它是由电气化铁路同接触网进行工作的过程中存在的电压产生的电场引起。当工作人员同电场作用下通信光缆进行解除时，这种静电电压就会通过人体而形成相应的静电电流。而当这种电流的值超出一定范围时，就会对人体产生安全危害。这种容性耦合的程度同接触网电压以及接触网同附近线路的距离以及长度有着密切的关系。

2.2 感性耦合影响。感性耦合也成为磁影响，它是当电气化铁路同电路导线电流发生牵引时，由于在其周围形成磁场而出现。这种磁力线会对附近的光缆线路发生切割，并在相应的光缆中产生感应电流。也可以说接触网同电缆之间就有着一定的互感，并且这两者在经过耦合之后在光缆中汇成了感应电动势。

2.3 阻性耦合影响。阻性耦合也称作入地电流影响。在电气化铁路中，其供电系统通常都是由接触网作为电流曲线，并以轨道以及地面为两端产生相应的电流单向供电线路。当接触网中的电流经过钢轨时，就会出现一股较大的电流并沿着轨道进入地面。而当发电厂、电站中的地线网或者电力杆塔的接地装置同光缆线路之间的距离过近时，就应当对在强电作用下的设备在正常工作以及发生故障的状态中由地电位同光缆金属构件中可能出现的危险情况进行考虑。

3 电磁影响限值

根据电气化铁路的相关电磁机理，我们可以知道，电气化铁路接触网无论是在其常常运行还是出现故障的情况下，都会出现相应的干扰影响以及危险影响。

对于危险影响容许值来说，应当主要从以下两个方面对其进行考虑：第一，当人体同存有电磁危险影响电压的导线进行接触时，其产生的电流就会通过人体并对人身产生一定的危害。第二，当通信光缆由于绝缘击穿而发生损坏时，就应当对交流电气化接触网的两种运行状态：即正常运行以及发生故障两种状态进行考虑。当电气化铁路处于正常运行时，如果有人体对其附近的通信光缆部件进行解除，其由电感产生的电流在人体经过的容许值为15mA。而当电气化铁路接触网处于正常工作时，光缆中纵电动势的允许值则为60V。

对于电气化铁路对电缆所造成的电磁影响来说，主要以地电位以及纵电动势等结果来对其进行表示。而在纵电动势计算的过程中，则与电气化铁路接触网的电流频率、接触网同电缆之间的互感系数以及平行长度等参数有着密切的关系。其中，接触网同光缆之间的互感系数是较为重要的一个参数，其同地面导电率、两者间的位置以及电流角频率等参数有着密切的联系。当地面导电率以及两者距离越小时，互感系数就越大。而对于计算出的曲线则能够对电气化铁路以及光缆线路后续的规划情况有着重要的指导意义。

4 铁路电气化对通信光缆产生影响的防护措施

电气化铁路对通信光缆线路所产生的电磁影响应当根据其环境以及性质的不同而采取相应的防护措施。对于交流电气化铁路来说，其对于通信光缆所造成影响的防护办法主要有两种：一种是在供电系统中使用一定抑制影响的措施。另一种则是在通信光缆方面使用能够对其产生的影响进行降低的措施。对通信光缆进行防护而言，其能够采取的措施也主要分为改造以及迁移的方式，所谓迁移就是对受到影响的光缆线路进行迁改，使线路尽可能的同电气化铁路产生影响的范围保持一定的距离。但是这种方式的缺点就是施工周期长，且需要的成本很高，所以在通常的防护工作中不是最理想的措施。而改造则是对相应受到电气化影响的光缆所处的环境以及结构进行适当的改善，从而使其受到的电气影响低于相应标准的最大值。

当通信光缆同电气化铁路之间的距离过近时，并且经过相关的仪器测量及测算出的数据显示出其所受到的电磁影响已经超过规定的值，就应当根据现场实际受到影响的程度而采取相应的防护措施：

4.1 可以通过对电气化铁路同通信光缆之间增加距离的方式来减少影响，并将同铁路位置重叠、平行的部分光缆一起以迁移的方式转移到无影响或者影响程度较低的区域。

4.2 对于已经上跨铁路的部分光缆而言，则应当将其改造为管道或者直埋的方式，并在桥下、涵洞以及隧道顶端等位置进行过轨。而对于同铁路进行交叉位置已经存在的直埋光缆，就应当在对路基进行施工的过程中对其做好相应的钢板以及钢管保护。这里需要保证的是此处的通信光缆必须有着较好的绝缘性能，并且尽可能的避免在场、段、站内进行直埋过轨处理。

4.3 对通信光缆线路以设置屏蔽线、加装金属套并接地的方式使其受到的电磁干扰进行减小。并在对光缆进行架空的金属吊线处尽可能的多增加基础接地位置。

4.4 对具有金属构件的线路来说，应当在光缆的接头处以及光缆的金属部分不再作电气连通，以此来将磁感应纵电动势的累计段长度进行有效的缩短。

4.5 如果因为当地的地形限制如通道过于狭窄等则可以将对段落造成影响的普通光缆改造为非金属光缆，并在敷设的过程中尽可能的使用架空或者管道的方式进行敷设。

5 结束语

总的来说，电气化铁路运行过程中所产生的电磁影响会同附近的光缆线路部件以及地面产生电压，从而对相关设备以及工作人员的安全带来一定的威胁。这就需要我们对此问题起到足够的重视，并对其进行更进一步的分析研究，从而采取有针对性的防护措施对铁路电气化的正常运行做出保障。

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