地铁接触网感应电压分析及应对措施研究

付平安

（中铁建电气化局第一工程有限公司，河南 洛阳 471000）

地铁接触网可以保证地铁的有效运行，对接地铁接触和供电线路，为其提供电能，是牵引供电系统的关键组成部分之一，当前在地铁接触网的工作过程中会存在感应电压，具有安全隐患，需要深入分析，明确其应对方法，优化地铁接触网性能。

一、分析地铁接触网感应电压

电力机车在地铁上运行的过程中，地铁接触网受供电等因素的影响，交流电流会出现在地铁接触网中，相应的周围会产生交变磁场，在电磁感应的作用下，附近与交变磁场平行的电线路受磁场影响，产生感应电动势，这种感应电动势是纵向分布的（基于电线路）。在此过程中，在电线路悬空的情况下，如果闭合回路未能有效构成，在其影响范围内的电线路只会存在感应电动势；而相反，如果闭合电路被构成那么就产生电磁感应电流。其出现会为地铁管理留下较大的安全隐患，影响附近通信线路、电力线路。如果感应电压影响线路是处于停电检修状态的，那么还会为工作人员的人身安全造成严重隐患[1]。

二、应对地铁接触网感应电压的对策

（一）强化设计工艺

考虑到感应电压对地铁接触网的影响，需要将设计工艺进行优化，通过合理的施工布局、线路规划，强化地铁接触网性能。工作人员可以从电气安全距离方面入手，合理设定绝缘穿透距离、电气间隙以及爬电距离，将感应电压进行减缓甚至消除。同时，大部分地铁管理中在绝缘子上的规定基本都是保持一年清扫一次绝缘子表面，但是其在实际运用过程中并不能有效保证其表面的干净，建议增加清扫频率，提升绝缘子表面的清洁度。经相关检测表明，在清扫绝缘部件之前残压为800V，清扫之后有了明显的改善作用，残压降低至710V。同时，在接触网系统整体的设计上，工作人员需要重视分段绝缘器的选择，结合空气绝缘距离以及爬电距离，保证分段绝缘器的适用性，降低外界环境对地铁接触网的影响，降解感应电压，保证地铁接触网运行效果。

（二）改进检测装置

从接触网作业的层面看，在优化接触网性能、检修接触网之前，工作人员可以先检测其电压情况，在确定安全对地电阻基础上，将存有感应电压部分的接触网的对地绝缘电阻进行降低，增设临时验电器，检测电压，保证接触网作业的安全。其中，检测装置可以结合现有设备情况进行改善，采用直流电压表和电阻进行分压处理，并重视计算比率，将二者进行结合。例如，正常情况下，1500V 是接触网的常规供电电压，最高不会超过1800V，且其正常电压值会大于残存电压，结合人员安全和冗余设计，选择量程为2000V 的直流开关柜电压表、将现有的声光报警器的验电杆（长度可以进行伸缩调整）作为绝缘棒，经试验检测和试用表明其符合使用需求，然后选择的4.8kΩ 阻值、5V 电压的电压表进行分压处理，结合串联电阻特点和分压原理，最终得出1.75MΩ 为最佳分压电阻。具体的计算公式为：U1=R1/R2×U2，其中U1 表示残压电压，R1 表示电流表电阻，U2 表示总电压，R2 表示总电阻。通过测量计算的方式可以为工作人员的人身安全奠定可靠基础，工作人员可以结合具体作业现场，选择放电等措施，实现安全作业[2]。

（三）优化送电流程

接触网供电方式有三种，分别为：单边供电，电力机车的电能获得途径为供电臂中的一个牵引站；双边供电，即电力机车的电能获取途径为两个牵引站；越区供电，这种供电方式在一般情况下并不会采用，适用于供电臂牵引站出现问题的情况中。基于现有供电方式，考虑到接触网的实际性能，可以将送电流程进行优化，采用送电－分闸形式，即在送上行电后进行分闸，相应的在送下行电后也进行分闸处理，明确没有短路情况发生之后，再将保护装置进行退出，开始送电，然后再启动保护装置，完成送电。这种应对方式的典型代表为南京地铁，其在初期阶段在投退保护装置上采用人工手段，并将临时的措施转化为长期应对方案，降低感应电压的不利影响。

（四）改善内外环境

地铁接触网感应电压会受到外部环境的影响，地铁隧道中的渗漏水具有一定的腐蚀性，会严重腐蚀接触网构件，而接触网构件中承受大部分电流的汇流排构件的耐腐蚀较差，受腐蚀影响更大，一旦受渗漏水腐蚀就会降低其机械性能，且绝缘子在受潮后就会出现漏电流，和感应电压共同作用，提升绝缘子附近的电场强度，进而将其空气的耐压性进行降低，此时如果条件满足，很容易出现空间放电，损害接触网整体性能。对此，可以将接触网构件进行优化，以地铁刚性接触网为例，其主要构成构件有定位槽钢、吊柱、T 型螺栓等，工作人员可以采用抗腐蚀手段提升其对渗漏水腐蚀性的抵御能力，进行镀锌，同时加强隧道检查工作，将存在渗漏水的部分进行封堵，降低其对接触网感应电压的影响，保证接触网的正常运行。此外，技术人员需要加大对接触网线路的研发力度，创新现有工艺，实现技术突破，进而实现接触网整体质量的优化。

结语：总而言之，随着地铁工程在越来越多城市中的发展，地铁已经成为城市交通中的重要部分，是居民外出的主要工具之一，其建设质量优劣与否十分重要，需要重视优化对地铁具有重要影响作用的地铁接触网，提升对感应电压的应对能力，从而保证其可靠性。