城市轨道交通直流牵引供电系统接触网残压

王秀芬

【摘  要】对于城市轨道交通来讲，在运行的过程中，直流牵引供电系统是使用最为主要的部件之一。在该系统应用的过程中，接触网残压问题是较为严重的问题，也是当前所出现问题当中比较普遍的一种。对于直流牵引供电系统来讲，当出现接触网残压问题时，可能会对人的生命安全造成严重威胁，同时也会使检修施工和接触网送电保护闭锁等相关工作受到影响，严重拖慢工作进度。因此，论文通过测试、仿真分析和模拟验证等方法，对城市轨道交通直流牵引供电系统接触网残压问题进行了研究与论述。

【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.

【关键词】城市轨道交通;接触网残压;直流牵引供电系统

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

【中图分类号】U226.8                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）03-0154-02

1 引言

对我国的城市轨道系统来讲，在运作的过程中牵引供电系统大多数都是直流供电，所以在实际应用过程中，出现最普遍也是最主要的問题就是当接触网对各方向来电进行隔离之后，验电器上仍然会显示接触网带电，也就是说出现了接触网残压。在我国西安、成都以及天津等城市轨道交通运行过程中，直流牵引供电系统存在的接触网残压问题是非常普遍的，在一些问题发生之后，给人的生命安全带来了严重威胁，产生了相应的安全事故，同时在实际检修工作当中检修工的进度也受到了严重影响。

2 城市轨道交通直流牵引供电系统接触网残压现象

对于接触网残压问题来讲，在出现该现象时产生的主要影响包括如下几点：首先是在接触网检修工作当中，如果检测到接触网的残压比验电器的报警启动电压要小，那么验电器上则无任何带电显示，在接地的过程中会出现接触网打火问题。而出现打火问题之后，就可能会导致整个供电系统当中的设备被烧蚀，从而导致设备的损坏。其次是如果在检修工作当中，接触网上所残留的电压比验电器的报警启动电压要大，那么在验电过程中验电器上就会显示接触网带电，那么在此背景下，整个检修作业不能够进行挂接地线作业，否则就可能会导致牵引供电系统当中的设备检修工作受到严重影响。最后，在检修工作当中，如果直流馈线开关柜线路测试当中显示接触网的残压出厂设定值为300V，那么在送电时，若是接触网的残压比300V大，那么测试工作就会显示失败，整个直流馈线开关柜不能够实现正常合闸。而不能正常合闸就会导致接触网无法进行正常送电，从而使城市轨道交通列车运行安全受到严重影响。

通过对接触网残压问题进行研究及分析之后，发现接触网残压问题出现的规律及特点主要表现在如下几点：首先是接触网残压问题，其大多数都会发生在每年的第一季度以及第四季度，因为对于这两个季度来讲，本身的空气温度比较低，所以容易出现凝霜和凝露;其次则是对于接触网残压问题来讲，在出现的过程中经常会伴有雨、雾、霾等较为恶劣的天气情况;最后主要是接触网残压大多数都发生在一些车辆段或者是和车辆段接近的露天段。

3 接触网残压问题实测及分析

3.1 接触网残压问题实测

以我国西安某地铁线路为研究对象，对车辆运行过程中所出現的接触网残压问题进行实测分析。在实测过程中发现，该地铁线路出现的残压值最大时能够达到760V，所以作为测试区段是完全满足测试条件的。通过实际测试，能够得出以下结论：对于接触网残压问题来讲，其本身是和相近的区段接触网送电情况有关联性联系的。同时在接触网出现残压问题时并不是普遍存在的，而是和相关联区域的带电情况具有直接联系。除此之外，最重要的一点就是对于接触网残压问题来讲，残压问题本身是和设备的电气绝缘性能具有直接联系的，如果电气设备的绝缘性能比较好，那么接触网残压问题出现的几率就会变低。

3.2 接触网残压问题分析

首先，对于接触网来讲，不同的工件分区所拥有的绝缘子固定以及支撑是不同的，所以如果想要掌握接触网的整体对地绝缘电阻情况，那么就需要对各分区的绝缘部件的绝缘电阻进行掌握。所以，需要事先对单体聚氨酯在不同的工作环境下，所体现出的工作性能进行测试，然后以此对后续的分析工作进行支撑。在对单体绝缘子进行性能检测之后发现，如果处于潮湿环境下，那么电器设备本身的绝缘强度会随之下降，尤其是对于并联绑扎电缆来讲，因为表面的憎水性变差，同时电缆之间容易积水，所以电阻值的下降幅度是最大的。如果处于干燥的情况下，那么各分区段的绝缘器绝缘电阻值会比正线以及车辆段的绝缘电阻值要更大，能够达到100倍以上。对于绝缘强度来讲，总体强度是在兆欧级别。

其次，则是绝缘电阻的实测分析。对于接触网来讲，如果存在残留电压，但是接触网整体的绝缘电阻仍然能够满足直流牵引供电系统的绝缘工作要求，能够实现安全可靠的供电。但是对于分段绝缘器来讲，如果绝缘电阻是正线接触网绝缘电阻的17.1倍，同时又达到了车辆段接触网电阻的149.1倍，可以说明在环境不断变得恶化的过程中，分段绝缘器的电阻下降率要比正线接触网更高，所以对于正线接触网来讲，残留电压会持续变大。最后就是如果正线电压的数值为1500V，那么根据对应的电阻情况能够发现车辆段接触网的电压会降低到10V或者是比10V更低。所以对于车辆段接触网来讲，虽然残留电压不能够完全消除，但是接触网所残留的电压要更加微弱，相比较于绝缘电阻的残留电压来讲并不明显。

最后，主要是仿真分析。仿真分析的最主要目的是对绝缘电阻和电压的分布关系进行论证。依托软件进行模型的建立，然后在此基础之上进行仿真分析，可以得到如下结论。对于接触网当中的绝缘电阻来讲，绝缘电阻之间的比例关系将直接决定接触网的残压数值大小。同时对于接触网残压大小来讲，还会受到分段绝缘器电阻以及接触网的电阻共同影响，在理论上来讲，残压数值只能够减小，而不能够完全消除。

4 结论

对于接触网残压问题来讲，残压数值的大小是受到绝缘电阻分压比例所影响的，所以如果相近的区段进行接触网供电时，接触网残压问题是不能够完全消除的，只是受到环境变化的影响，会导致残压数值的降低或者是增加。但是能够通过有效的措施使接触网的残压数值降低，从而对残压所造成的不良影响进行削弱。首先是对设计以及施工工艺进行改善，在进行接触网设计的过程中，应当将分段绝缘器两端的绝缘电阻进行提升，同时还需要将设备和分段绝缘器之间的搭接进行消除，从而使外界环境对接触器前压所造成的影响降到最低程度。其次主要是对现如今的技术水平进行提升。在实际工作过程中，在保障对地电阻的安全前提下，需要对残压区段接触网的对地绝缘电阻进行降低。最后则是对送电组织流程进行改善及创新，因为对于接触网来讲，在残压问题的影响下，直流馈线开关不能够进行正常送电，所以整个城市轨道交通的电力调度系统都会受到影响。

综上所述，作者在本文之中对其进行了全面的剖析，希望能够给予大家一些启发。对于城市轨道交通牵引直流供电系统来讲，在实际使用的过程中，接触网残压问题是不可避免的，但是能够通过有效的措施将残压数值进行降低，从而避免因残压数值过大所导致的安全问题以及其他问题。在今后的发展过程中，应当就接触网残压问题进行不断深入研究，从根本上解决残压问题。

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