地铁车辆段股道接触网异常电压相关思考

张学文

摘  要：本文主要介绍了地铁车辆段股道接触网在地铁运营过程中容易产生异常电圧的问题;重点分析了地铁车辆段股道接触网产生异常电压的表现以及如何通过更改配置来改善此状况，减少对地铁正常运行带来的影响。通过对地铁车辆段股道接触网异常电圧问题进行分析，旨在改善电网异常对地铁运输造成的影响。

关键词：地铁运营;车辆段股道;接触网;电压异常;解决办法

地铁车辆段股道接触网是地铁运输线路中的重要建设内容之一，而此部分出现问题，将严重影响地铁供电，导致地铁无法正常运行。因此，在日常的地铁运营维护时，有必要对此部分给予重点关注，并对接触网异常电圧现象进行研究。

一、地铁车辆段股道接触网电压异常问题概述

由于近年来地铁车辆段股道接触网在城区密集分布，对现有的电网造成了一定的压力，同时也对周围的设备产生一定影响。一般来说，接触网电缆对周围设备影响可分为静电感应和电磁感应，但在直流牵引电力系统的情况下，只考虑静电感应的影响。当一个段内或一条主线上的多条内部地铁相继断网时，会在相邻线路上产生高压，容易对周围线路产生不良影响。带电的电源线会在其周围产生强大的静电场。相邻的电缆处于此环境时，线路与传输线之间的耦合电容产生静电感应电压。这种现象称为电容耦合或静电感应。静电感应在相邻线路上产生静电感应电压。次电压会对线路造成一定的危害

二、接触网电压异常分析

经多次实践证明，通过关闭相应通道隔离开关的方法，可以排除开关处漏电的可能。如果库外接触网带电，则关闭所有铁芯绝缘开关。由于接触网电路没有电，所以不存在铁芯绝缘脱落的可能。如果所有导体绝缘开关都关闭且接地开关未接触，则仓库中的某些导体将被加压到2kV以上，某些相邻电路将检测到异常高压。经过测试，电压会跳变0.5kV以上。如果一条线通入电源，另一条线会在断电后保持异常高的电压。主要原因有：

（1）架空输电线路剩余电压仍然存在。由于架空输电线路之间绝缘性能降低，运行设备不能与断开设备完全分离，导致断电电路中产生残余电压。

（2） 感应电压。当一个电路断电且相邻导体正常运行而没有停电时，架空线通过电容耦合实时在相邻的故障接触电路上产生感应电压。

（3） 电阻分压器。水平固定电缆通过支撑架和导体铺设在车库中的架空线。绝缘体用作股线之间的绝缘体和绝缘元件。它们都具有绝缘电阻。根据基尔霍夫定律，当有源接触网络被认为是有源节点，其他接触网络被认为是回路中的节点后，每个节点都会根据电阻值产生特定的电压。

三、地铁车辆段股道接触网电压异常问题解决策略

1.异常电压测试

通过检查导体之间的绝缘电阻可以得出真实物体中虚拟接触网络电压分布的影响。当架空线导体上的所有绝缘开关都关闭，同时接地开关也关闭时，对单芯电路进行绝缘和耐压测试。经过测试，发现相同股线之间的接触网络由于网格结构的分离的作用，绝缘电阻测试达到287MΩ。与单链配对，当施加2.5kV的电压时，随着导体之间距离的增加，绝缘绝缘体的数量增加，每个导体上的电压趋于逐渐降低。这对应于绝缘电阻模型的分压。跨越网状结构支柱后，绝缘电阻分压消失（网状结构支柱相邻两股间的绝缘电阻大于铁芯对地绝缘电阻）。但是，当对特定铁芯施加压力时，相邻铁芯的绝缘电阻分压超过2kV。根据绝缘电阻模型的分压，这种情况是由于导体之间的绝缘电阻远小于导体对地绝缘电阻所造成的。

2.接触网仿真分析

为进一步分析架空输电线路的绝缘电阻匹配系数，将对停电时悬空状态（未充电或不接地）的架空输电线路电压的电压分布进行仿真分析。仿真分析结果显示：铁芯间绝缘电阻与铁芯与地间绝缘电阻的对应关系直接影响停电时电路处于悬空状态（未充电或未接地）的电压分布。如果要减小电阻分压器的影响，就需要增加导体之间的绝缘电阻，增加导体与地之间的绝缘电阻。针对上述测试中发现的問题，相关机构对车辆段股线接触网内芯间绝缘子进行了全部更换，更换后的绝缘子绝缘电阻超过10GΩ。更换绝缘体后，重新检查导体之间的绝缘电阻，平均超过100兆欧，明显高于更换前阻值。在2.5kV电压下重新测试后，测试人员发现相邻磁芯上的电压明显下降，数值降至500V以下，显着降低了操作安全风险。

四、结语

综上所述，针对车辆段电压异常的情况，需要根据车辆段停车库接触网的实际分布来建立接触网绝缘电阻分压模型，以提高电压的仿真分析结果的准确度。根据对车辆段电压问题解决办法及仿真结果分析可以发现：如果架空输电线路停电后不与地线相连，而同一跨距的其余部分运行正常，则其电压分布由线路网络绝缘电阻的比例决定。如果相邻导体没有断线，由于接触网电路的绝缘电阻匹配比导致的残压现象是在所难免的，这会对地铁车辆段运行造成很大影响。为了减少这种影响，架空线导体之间的绝缘电阻应远高于绝缘电阻，并在地铁车辆段接触网设计和安装阶段考虑绝缘电阻的匹配。

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