高速铁路接触网对地铁供电系统的电磁干扰研究

【摘 要】本文一开始通过初步的介绍对接触网供电概述进行了相应的描述，然后根据具体情况对接触网施工质量的控制措施做了阐述，最后详细的分析了高速铁路接触网对地铁供电系统的电磁干扰。

【关键词】高速铁路，接触网，电磁干扰

一、前言

由于铁路工程不断的发展和进步，在工程中尤为一提的就是高速铁路接触网的运用，但是在实际的施工中，一些技术已经满足不了日益增多的需求，这就要提醒管理者对高速铁路接触网对地铁供电系统的电磁干扰进行把握。

二、接触网供电概述

1、接触网供电

从牵引供电回路可知，接触网受到牵引供电系统的影响。接触网是在电器化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。

接触网主要由以下内容组成：①基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；②基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；③接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；④其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。

2、优化接触网

（一）、接触网的控制

由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：①在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车的正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。②接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。③要求接触网对地绝缘好，安全可靠。④设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。⑤在事故的情况下，便于抢修和迅速恢复送电。⑥尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。

（二）、供电方式的选择

供电方式直流制电气化铁路接触网普遍采用两边供电方式，在相邻的两个牵引变电所供电的接触网中间设置分区亭，将接触网连通。运行中的电力机车由两边的牵引变电所同时供电。这种供电方式可降低接触网中的电能损失，减小接触网的电压降，一个牵引变电所停电时，电力机车运行不致中断。交流制电气化铁路则常采用一边供电方式，接触网在分区亭处断开，分区亭只在一边牵引变电所停电时接通，由另一边牵引变电所越区供电。

（三）、防干扰设施的建立

防干扰设施为了减少接触网电流的电磁感应对沿线通信电路的干扰，在交流制电气化铁路邻近城镇的区段将接触网每2～4公里划成一个吸流分段，设置回流线和吸流变压器。这时，电力机车的电流沿回流线流回牵引变电所，从而沿轨道和大地流回的电流很少。回流线和接触网的电流近似相等，方向相反，这就大大减轻了电气化铁路对沿线通信电路的干扰。这种方式的缺点是吸流变压器串接在电路中，加大了接触网阻抗。日本新建设的工频单相交流制电气化铁路采用了自耦变压器方式，沿铁路每10公里左右设置一台自耦变压器。自耦变压器中性点接地，一端接接触网，另一端接回流线，称为正馈（电）线。正馈线和接触网电流大小相等，方向相反，同样起着减小对通信电路干扰的作用。另一方面，由于接触网和正馈线之间电压为二倍接触网电压，沿接触网电压降便大大减小。

三、接触网施工质量的控制措施

1、测量误差控制

跨距除决定支柱纵向安装位置外，还会直接影响跨间吊弦长度，在整体吊弦施工前，先测量支柱跨距，沿钢轨布置吊弦间距，用红油漆标注在钢轨上（包括悬挂点处），测量误差控制在±5mm内。另外，结构高度测量同样影响吊弦长度，须在接触线架设完成后方可测量，用测量杆挂到承力索座中，测量承力索悬挂点到线路轨平面的距离，误差控制在±3mm。

2、在施工中针对周围环境竖立支柱

控制支柱与既有信号机构的了望视线角度，观察是否有信号，不要对信号的显示有任何影响。

另外在立支柱架线时要与周围的建筑物保证一定的距离，要严格按照设计好的安装图进行施工。

3、在施工中的设备要与设备单位做好配合

并对设备加以保护，以保证铁路运行中接触网的正常使用。

4、在施工中既有运营设施是不可缺少的一部分

所以要根据工程的需要情况，制定相应的计划，对“施工天窗”个数和具体时间进行合理安排。在施工过程中，往往会遇到一些突发情况，不能正常施工，需要对施工方案进行调整，因此要做好预防措施利用PDCA控制法进行施工。

5、合理划分区段

避免分散作业，以便利于质量安全和施工组织。另外，合理控制工程成本。接触网施工工艺施工，精心安排合理的封闭点和工期，编制切合实际的施工方案，精心组织、科学管理，才能保证利用有限的投资完成更多的工程量，给设备维护和运输安全提供保障，施工成本有序可控。

6、在日常施工中经常会出现同一道工序会有不同的结果

归结原因，是因为人的技术水平、身体条件、心理活动各异。国内外接触网施工的成功经验表明，根据接触网施工特点，分别组成各种专业小组，控制施工人员本身作业质量的有效措施是“施工人员专业化”，包括调试试验检测组、设备安装组、安装架线组、基础施工组、测量组、计算组、予配组等等。专业化作业人员经过长期的反复实践，熟能生巧，专业化作业组的人员应相对固定，为施工作业高精度和更小的作业误差离散性奠定基础，操作技能可以逐步得到提高。

四、高速铁路接触网对地铁供电系统的电磁干扰研究

1、高速铁路接触网接触悬挂形式

接触悬挂形式是指接触网的基本结构形式，它反映了接触网的空间结构和几何尺寸。不同的悬挂形式，在工程造价、受流性能、安全性能上均有差别。另外，对接触网的设计、施工和运营维护也有不同的要求。对高速接触网悬挂形式的要求是：受流性能满足高速铁路的运营要求、安全可靠、结构简单、维修方便、工程造价低。

2、高速铁路接触网的主要技术特点

锚段长度的确定主要考虑接触导线和承力索的张力增量不宜超过10%，且张力补偿器工作在有效工作范围内。吊弦分布和间距。吊弦分布有等距分布、对数分布、正弦分布等几种形式，为了设计、施工和维护的方便，吊弦分布一般采用最简单的等距分布。确定吊弦间距时，既要考虑改善接触网的弹性，又要考虑经济因素。对高速接触网，简单链形悬挂设预留弛度，弹性链形悬挂不设预留弛度。锚段关节。锚段关节是接触网张力的机械转换关节，是接触网的薄弱环节，其设计和安装质量对受流影响较大，高速接触网一般采用两种形式的锚段关节。安装处理上，尽量缩短接触导线工作支和非工作支同时接触受电弓滑板的长度，降低非工作支的坡度。接触导线的张力。提高接触导线的张力，可以增大波形传播速度，改善受流性能，同时增加了接触网的稳定性。导线张力的确定受导线的拉断力、接触网的安全系数等因素影响。承力索的张力。受接触网的稳定性、载流容量、结构高度、支柱容量等因素影响。提高承力索的张力可以增加接触网的稳定性，但对弓网受流性能影响不大。减少承力索的张力，有利于减少反射系数，承力索的张力受接触网的结构高度的限制，也就是在一定的结构高度上，要保持跨内最短吊弦的长度。

3、综合接地技术

降低钢轨电位可采取的技术措施主要有将上下行钢轨充分横向连接；对AT供电方式牵引网，增设公用保护线CPW；对带回流线的直接供电方式牵引网，增设吸上线；利用接触网支柱基础作接地极，把AT供电方式的保护线PW和带回流线的直接供电方式的负馈线NF接地。沿线路增设一条或两条埋地裸导线GW，并与上下行的钢轨、保护线PW或负馈线NF等充分互连。充分利用线路本身和线路旁边的各种建筑、结构基础作自然接地极，将回流网接地。特设集中接地极，将回流网接地。

五、结束语

高速铁路接触网在地铁供电系统中有着重要的作用。在高速铁路接触网对地铁供电系统的运用的过程中，如果接触网技术得不到充分保障，那么，对铁路工程的质量会产生很大的影响。

参考文献：

[1]张胜利，李刚，刘建军.膨胀土地段接触网基础处理.电气化铁路，2012

[2]许建国.接触网施工技术创新的认识与探讨.新技术应用，2010（6）

[3]杨湘民.浅谈接触网施工误差的控制方法.电气化铁道，2011

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