弓网关系中的过电压问题现场试验和原因分析.pdfVIP

—溺筵肇 锄p 弓网关系中的过电压问题现场试验与原因分析 钮承新 摘要：针对牵引供电系统过电压导致电力机车放电间隙击穿，造成牵引变电所跳闸的现象，进行电力机车高压试验和 电力机车通过接触网关节式分相的过电压试验，对弓网关系运行中过电压问题进行分析，提出改进建议和措施。 牵引供电系统产生的过电压将电力机车放电间隙击穿，直接造成牵引变电所断路器跳闸，甚至 烧损接触网设备。针对电力机车与接触网之间的过电压问题，我们组织有关单位对接触网和电力机 车过电压问题进行现场实际测试，专门调查弓网关系中的过电压问题。一方面，发现电力机车通过 接触网分相时产生过电压导致机车放电间隙击穿；另一方面，电力机车在车站、机务段内进行高压 试验升降弓作业时，也将产生过电压，当过电压数值超过放电间隙击穿电压时，放电间隙被击穿。 因此，有必要调查弓网关系中过电压产生的原因，制定相应防范措旌，防止过电压损坏电力机车和 接触网设备。 1接触网关节式分相过电压测试 2007年6月，兰州铁路局机务处组织有关单位，对兰新线武威南至嘉峪关间接触网关节式分相、 电力机车过电压问题，进行了机车牵引列车运行时过电压试验与测试。通过现场试验，用示波仪录 取弓网运行中发生的过电压波形，取得一些过电压实测参数，为查找接触网关节式分相产生过电压 的原因创造条件。 1．1电力机车通过接触网关节式分相过电压测试 过电压试验在兰新线兰州至嘉峪关之间进行，分别测试兰嘉段上、下行各40组分相，机车通过 接触网关节式分相时出现过电压现象，上行过电压出现11次，占分相的27．5％，最大值为70Kv。下 行机车过分相时发生过电压次数达到19次，占分相数的47．5％，实测下行过电压最大值为86．2kv。 o／t。 过电压全部发生在关节式分相处，占关节式分相的33．3 1．2接触网关节式分相过电压表现形式 电力机车通过接触网关节式分相时，从接触网有电区进入无电区占产生总过电压次数的70％， 从无电区到有电区占总过电压次数的30％。说明过电压产生在有电区和无电区的过渡过程之中。 1．3部分过电压产生持续时间长 试验测量到过电压最高持续时间达到7．2秒，超过雷击过电压持续时问(以微秒计量)和普通 操作过电压持续时间(以毫秒计量)，这主要是接触网关节式分相结构上存在中性段，接触网中性 段存在电磁感应电压的影响。 1．4过电压峰值较大 试验中实测过电压最高达86．2KV，但仍不是最高过电压，理论上当过电压达到90kv以上时， 过电压将引起机车放电间隙击穿，造成牵引变电所断路器跳闸。机车运行通过武嘉段接触网关节式 分相时，实测到最高过电压达到98kv。 226 2008轨道交通建设与运营安全研讨会 ConferenceOn ————Security Railway 2机车通过接触网分相产生过电压原因分析 2．1机车通过接触网关节式分相谐振过电压 机车通过接触网关节式分相造成过电压的主要原因是电力机车运行过程中，机车与接触网之间 构成的电气回路参数发生变化，引起谐振现象，产生过电压。由于机车车顶受电弓及导电杆、断路 器、避雷器、放电间隙、支持瓷瓶与车顶形成大电容，机车进入或通过接触网关节式分相时(关节 式分相自身形成的大电容)，机车、接触网关节式分相电路参数发生变化，是电力机车通过接触网 关节式分相产生过电压的原因之一。 SS7C、SS7E型号的机车安装电压互感器，电压互感器铁芯线圈构成非线性电感，非线性电感与 电容构成非线性振荡电路，产生铁磁谐振过电压，铁磁谐振过电压是由电压互感器饱和过程中产生， 也是造成机车过分相产生过电压的原因之一。 2．2接触网关节式分相特殊结构影响 通过现场试验和分析，接触网关节式分相的电气结构参数特殊，长达200多米的中性区，成为 产生电磁感应电压的载体，实测感应电压达到10--14kV，当运动的电力机车结构参数与接触网关节 式分相结构参数相互结合时，发生电磁振荡过程，产生较高的电压，此电压与中性区感应电压叠加， 形成过电压。过电压一般发生在电力机车进入或驶出接触网关