接触网的干扰影响及防护的研究

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1、接触网技术课程设计扌艮告班级：电气学号：200708716姓名:指导教师：评语：2011年3月11日1•基本题目1・1题目接触网的干扰影响及防护的研究1.2题目分析我国干线牵引供电系统采用工频单相交流制，其牵引网是一种不对称冋路。当牵引电流流过接触网时，将要在接触网导线周围形成电场和磁场，这种电场和磁场对沿线邻近的通信线路和设备产生干扰和影响，使通信质量下降，严重时能危及设备和人身安全。因此，在修建电气化铁路的同时，必须考虑防干扰的技术措施。2.接触网的干扰影响及防护的研究2.1交流电气化线路的干扰影响2.1.1静电

2、感应电压影响当接触网加上25kV的工作电压以后，就在接触网导线（包括承力索和接触线）的四周建立起垂直丁导线表面的交变屯场。FtT丁静屯感应的作用，处于电场内的架空通信线路将产生静屯感应屯位，从而对通信线路产生有害影响。可以用以下公式计算感应电压的影响。图1静电感应影响示意图图1是牵引网对通信线的静电影响的示意图。图小，1代表接触导线，2代表邻近通信线，3代表接触导线在地下的镜彖，b,c分别为接触导线和通信线距地面的高度。匕是接触导线上的电位，匕是通信线上的电位。冇以下公式：（1）丄In171£(2)式屮，斤表示接触导

3、线单位长度上的电荷；£表示介质的介电系数，©代表接触导线半径。将两式合并，可得平行于接触线的通信线上齐点的电位：•%U・2bln-R：(3)式屮：t/j—接触网对地电位；匕一接触导线半径。由图1可知，in—in屮2+(比)亠严，⑷dy]a2+(h-c)2a+b+c因此，接触线在通信线各处的静屯感应屯压s的一般公式如下:hea1+b2+c2(5)7令K=r-,则14Ut=Ka2+b2-^c2Uj(6)2亦R••bea2+/?2+c2；v2KUjPq^n+2Pici；+b2+c2若接触网长度为厶，通信线的平行接近长度为

4、厶，Z

5、W?2吋，则通信线上的静电感应电位：(7)实用计算屮，采用以下公式:式屮：Nl—按通信线路上总接地导线数n的不同而划分的区段数;N2—按接近距离变化及接地总干线数不同划分的区段数；K—常数，单线区段取0.4,复线区段取0.6；勺一接触网和通信线路的平行距离（m）；b一接触网高度，简单悬挂为5.8m,链型悬挂为6.35m,—般口J取6m；c—通信线路平均架设高度，一般取5m；匕一接触网电压（V）,—般取25000V；P—与接触悬挂同杆共架的架空回流线或架空地线对静电感应的屏蔽系数，一般取0.75；q—据通信线路

6、3m以内的连续不断树木对静电感应的屏蔽系数，取0.7o相应的静电感应屯流为：col卩I严—5（9）41.41g—r式中:I-通信线路和接触网的平行接近程度；C一通信线路高度；r-通信导线半径；co—角频率，co=27rfo电气化铁道对邻近的其他电路的静电感应的计算与以上类似。2.1.2电磁感应影响当线路上有电力机车运行时，接触网就流有工频单和交流牵引电流，它在接触网的周围建立起交变电磁场，因而对沿路架设的通信线路产生电磁交链，使通信线中产生沿导线纵方向的电磁电动势，称为纵电动势。当通信线与接触网距离不远，其平行长度乂

7、较长时，在通信线路中感应的纵电动势可以达到危险的程度。电磁感应在和距100m以外时，仍有可观的影响。我国在观音坝单线区段的试验中，接触网和架空线的平均距离为250m,平行长度为18.3m,接触网短路电流为人二1140A,实测所得纵电动势为787〜824V.通信线路中感应的纵向电动势可以表示为：Ea詁詁j九（10）式中：co—角频率，co=27rf；M“一接触网与通信线的互感系数（%»/〃一接触网与通信线平行接近长度（km）；Ij—接触网电流（A）；血一轨道的反磁效应，称为钢轨的屏蔽系数。2.1.3杂音干扰牵引电流是随

8、时间波动的电流，当采用整流器式电力机车时，机车上的交流将被整流变为直流，在整流电流中会出现大量高次谐波，如图2所示。从图中可知，不仅正弦波形发生了很大的畸变，而且在波峰处产生了谐波成分。因此，交流电流除了如上所述能在通信线路中产生感应纵屯动势外，其谐波成分也能在通信中造成谐波感应电压，形成通信中的杂音，这也就是我们通常所说的交流牵引网对沿线通信线路的杂音干扰。图2韶山SS1型电力机车的电流波形2.2防护措施由上述分析可知，交流电气化铁路接触网对与之平行的有线通信线路产生很大的感应影响。在通信中引起的危险电压和朵音干扰

9、，使通信质量下降，其至危及设备和运行人员的安全。因此，在修建电气化铁路的同时必须采取减小危险影响和干扰影响的技术措施。解决交流电气化铁路对通信线路干扰的途径有两个方面：一是在供电方面采取抑制干扰的措施；二是在通信方面采取提高屏蔽的措施(如电缆化)，或者将影响的通信线路及设备迁到影响范围之外。至于采用何种途径和何种措施，应根据经济技术比较及其具体