接觸網感應電對電力線路的危害

摘 要 隨著電氣化鐵路建設的不斷發展 ，我國大部分鐵路干線已經完成了電氣化改造。然而既有的貫通線路多
是沿著鐵路線架設 ，與新架設接觸線間距較短、平行線路程較長 ，帶電接觸網所產生的靜電感應及電磁感應會在貫
通線路上產生較強的感應電壓 ，對鐵路作業人員的生命安全造成威脅。在認識感應電的基礎上 ，重點對接觸網感應
電的危害進行研究 ，并提出預防措施 ，保障鐵路供電安全。
關 鍵 詞 接觸網 ；感應電 ；電力線路 ；危害
中圖分類號 U22 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2014）113-0200-02
1 感應電概述
電氣化鐵路在運營中 ，因其牽引供電具備強磁場、大電流
及高電壓等特點 ，其對鐵路沿線設備及電力線路影響較大。在
一些地區 ，其鐵路 10KV 電力貫通線、自閉電力線多應用架空
線路 ，與接觸網以平行方式進行架設 ，最小間距不足 8m。因
接觸網其磁場較強 ，電力線產生感應電壓較強 ，影響電力線路
檢修安全性。為保障電力線路運行安全性與可靠性 ，需要研究
接觸網感應電產生原理 ，并分析接觸網感應電危害 ，提出相應
預防措施。
接近線路感應電壓產生的原理主要包括兩個因素 ，分別為
導體之間存在的互感電磁感應與存在電容耦合的靜電感應。接
觸網對自閉、貫通線路的感應電壓 ，即帶電運行中接觸線通過
靜電感應及電磁感應在自閉、貫通線路中產生的靜電感應電壓
及電磁感應電壓相加和。按照電磁感應原理 ，當導體內經過交
流電流時 ，在導體周圍則會產生交變磁場 ，處于交變磁場范圍
內的其他導體則會產生感應電勢。感應電勢值與導體互感及電
流變化率為正相關關系 ，導線間互感則與導線之間距離為負相
關關系 ，與導線之間的平行長度為正相關關系。如電力線路平
行長度越長 ，平行距離越小 ，則線路電流及感應電勢越大。綜
上，感應電勢值與電壓值、電流值、線路平行長度值之間為正比，
與平行線路距離值為反比。接觸網對帶電導線周邊的金屬物件，
如爬梯等均存在感應電勢 ；當線路出現短路故障時 ，線路中電
流值極大 ，感應電勢則會隨之增加 ，帶來更大危害性。在自然
環境影響下 ，如大風作用下線索擺動 ，引起停電線索在帶電設
備電磁場中進行切割磁力線運動 ，引起感應電壓增加 ；在雨雪
天氣中 ，電磁介質增強 ，其停電線路感應電壓會增加。
2 接觸網感應電危害研究
2.1 接觸網感應電對附近通信線路影響
在我國 ，電氣化鐵道牽引供電多為工頻單相 25KV 交流制
供電 ，多采取直接供電、AT 供電、BT 供電、直供加回流線供
電四種方式。因其供電方式為不平衡供電系統 ，當牽引電流通
過接觸網時 ，接觸網導線附近則會產生較強的磁場及電場 ，對
強磁場及強電場范圍內的通信線路及設備會產生干擾 ，降低通
信質量 ，嚴重則會對設備安全及人身安全造成影響。
2.2 接觸網感應電對附近線線路影響
接觸網感應電不僅僅對通訊線路造成影響 ，其對附近所有
電力線路均會產生電磁感應 ，在電線路上產生靜電感應電壓與
電磁感應電壓。靜電感應電壓與電磁感應電壓會對檢修人員人
身安全造成威脅 ，如在檢修線路接地線有一端斷開 ，作業人員
在接觸時 ，會通過人體形成閉合回路 ，導致感應電流經過人體 ，
感應電流較大 ，嚴重則會引起人身傷亡事故。
2.3 接觸網感應電其他危害
感應電的存在 ，為停電線路作業帶來安全隱患 ，如檢修人
員缺乏對感應電的認識 ，則很容易被感應電損傷。感應電對人
體的危害取決于經過人體的電流值大小、持續時間及電流頻率
等。在感應電傷害調查中發現 ，接觸網感應電帶來的麻電引起
的高空墜落事故較多 ，尤其是人體接觸到感應電的瞬間 ，身體
失控導致高空墜落。當地線封鎖范圍存在斷開點 ，操作人員則
很容易發生觸電事故 ，如人體將地線封鎖范圍內斷開點連接 ，
形成感應電流并經過人體引起觸電事故 ，或操作人員與一端地
線構成閉合同路 ，產生感應電流引發觸電事故。如地線防范范
圍過大 ，接觸不良 ，也可能會引起接觸網安全事故。在接觸網
安全工作相關規章中要求 ，當兩接地線之間的距離超出 1000m
時 ，需要設置接地線。如地線保護距離過長 ，區域土壤電阻率
高 ，導致感應電釋放不良 ，其殘存電壓也容易引起安全事故。
由此可以看出，接觸感應電存在對鐵路電力線路影響較大，
嚴重則會引起鐵路檢修工作人員觸電事故 ，導致人員傷亡。為
此 ，應提出相應的控制及預防措施 ，充分保障鐵路檢修作業安
全性。
3 接觸網感應電控制及預防措施
接觸網感應電對通信線路及設備存在著干擾問題 ，導致通
信質量較低，對設備安全及人身安全影響較大。為消除感應電，
可以在電氣化鐵路建設及改造中采取防干擾及消除感應電技
術 ，如在通訊線路中應用光纜技術 ，減低電磁影響 ；消除靜電
感應對作業人員的危害 ，需要在電線路與大地之間設置電阻接
地線 ，該接地線電阻應遠低于人體電阻值 ，從而形成與人體電
阻并聯的支路 ，保障作業人員安全 ；采取接觸網 V 形天窗作業
法 ，并嚴格遵循作業規范 ，合理設置電線路地線保護范圍 ，一
般設定防護范圍為 500m 或 1000m ；在進行設備引線更換、開
關檢修及引線更換作業時 ，需要做好旁路措施 ，不允許線路開
環作業 ；人員在登桿作業時 ，必須做好安全措施 ，佩戴安全帶 ，
如在移動過程中需要脫離安全帶，則應做好其他安全防護措施，
防止出現高空墜落事故 ；人員在檢修作業時應佩戴防護橡膠手
套 ，防止出現感應電擊穿事故。采取有效措施 ，嚴格按照規范
進行操作 ，可以最大限度降低甚至是避免接觸網感應電對電力
線路及對工作人員的危害 ，實現鐵路供電安全。
4 結論
隨著鐵路電氣化建設及改造 ，鐵路供電安全性問題越發突
作者簡介 ：徐國輝 ，工程師 ，工作單位 ：中鐵十七集團電氣化工程有限公司 ，職務 ：特級項目經理 ，研究方向 ：鐵路通信、信號、電力、電氣化工