電氣化鐵路拆遷工程中的電磁環(huán)境問題

電氣化鐵路拆遷工程中的電磁環(huán)境問題

中國的電氣化鐵路從196年開始修建，從寶成線到鳳州路的開通已有2公里多。2005年底，電氣化距離超過2公里。電氣化鐵道具有牽引功率大、效率高和環(huán)境污染小等諸多優(yōu)越性,是鐵路牽引動(dòng)力現(xiàn)代化的主要方向。它采用工頻交流供電,接觸網(wǎng)額定工作電壓25kV。這種高電壓和電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的富含諧波的大電流,會(huì)對(duì)周圍電磁環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。電信線路的危險(xiǎn)影響允許值:當(dāng)電氣化鐵路正常運(yùn)行,人體碰觸接近的通信導(dǎo)線,由靜電感應(yīng)引起的流經(jīng)人體的電流≦15mA,由磁感應(yīng)引起的危險(xiǎn)縱電動(dòng)勢(shì)≦60V;當(dāng)接觸網(wǎng)短路故障狀態(tài)時(shí),人體碰觸接近的通信導(dǎo)線,由靜電感應(yīng)引起的流經(jīng)人體的電流≦850mA,由磁感應(yīng)引起的危險(xiǎn)縱電動(dòng)勢(shì)≦430V。通信電纜雜音干擾影響允許值:路外地區(qū)通信電纜的磁感應(yīng)雜音電動(dòng)勢(shì)≦10mV;鐵路調(diào)度通信回線的雜音計(jì)電壓≦1.25mV;鐵路一般通信回線的雜音計(jì)電壓≦2.0mV。1電氣化鐵路與通信線路間通信線路互通及對(duì)接的基本參數(shù)由于電氣化鐵路的鋼軌屏蔽系數(shù)、接觸網(wǎng)等效牽引電流等值在鐵路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定,是不可改變的固定值,因此在電氣化鐵路拆遷工程中主要考慮如何改變電氣化鐵路與通信線路的互感系數(shù)、電纜實(shí)效屏蔽系數(shù)、接地導(dǎo)體的屏蔽系數(shù)、電話回線雜音敏感系數(shù)、通信線與電氣化鐵道的接近長度等其他參數(shù),從而保證通信線路的安全。當(dāng)然也可以通過提高設(shè)備的抗干擾能力來解決電磁干擾問題,但非本文討論的重點(diǎn)。1.1封閉網(wǎng)絡(luò)的確定對(duì)于從鐵路路基上方跨越的架空線路,可改為直埋并加鋼管防護(hù)。在路基施工時(shí)預(yù)埋鋼管,光纜或電纜從路基下的鋼管中通過,兩頭的終端桿必須立于封閉網(wǎng)以外,并滿足與最近股道中心距離不小于1.5倍的桿高長度。施工時(shí)應(yīng)先做好改移地段的纜溝開挖、過軌鋼管預(yù)埋工作,并做好需割接處的光、電纜清溝工作,等新設(shè)光、電纜敷設(shè)完畢后,再進(jìn)行光、電纜割接,最后拆除廢棄的光、電纜線路,清理并恢復(fù)場(chǎng)地。1.2護(hù)、護(hù)、造通信線路對(duì)于與鐵路交叉的地埋通信線路,應(yīng)盡量采取防護(hù)措施,減少割接次數(shù)。防護(hù)時(shí),應(yīng)使用鋼管,以確保通信線路的安全和避免影響土建施工。受地形限制必須割接時(shí),應(yīng)先選擇適當(dāng)安全的徑路敷設(shè)好新通信線路后,再割接既有通信線路。施工時(shí),在路基施工前必須做好鋼管保護(hù),并在路基兩端設(shè)標(biāo)識(shí)樁。1.3平行電纜電纜改方案對(duì)于在鐵路地界范圍內(nèi)與鐵路平行的通信線路,一律遷出鐵路地界范圍以外,同時(shí)考慮電氣化防護(hù)技術(shù)要求。對(duì)于受電氣化鐵路影響的平行通信線路,需經(jīng)過進(jìn)一步計(jì)算后根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛驳染唧w情況確定遷改方案。有條件的地段以遠(yuǎn)遷為主,條件不具備的地段擬采用明線改電纜、架空市話電纜改埋設(shè)屏蔽效果好的電纜。與鐵路接近并影響土建施工需平改的架空和直埋通信線路,應(yīng)按電化區(qū)段要求重新選擇通信線路徑路,在新徑路上立桿或開挖光電纜溝,敷設(shè)好新的通信線路后,再割接既有通信線路。1.4最大出現(xiàn)以74電纜為代表的應(yīng)力電纜電氣化鐵路供電回路的不對(duì)稱性,對(duì)接近的通信線路會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)、干擾影響。沿鐵路敷設(shè)的光電纜,一般看來,大地的電位在強(qiáng)電流的作用下,地埋電纜會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)縱電勢(shì)。表1列出了浙贛線HEQ27×4×0.9電纜的實(shí)測(cè)情況。由表1可以看出,對(duì)稱電纜上的感應(yīng)電壓均高于100V,同時(shí),由于區(qū)間通話分歧電纜等原因,7×4電纜必須沿鐵路線敷設(shè),無法遷走。在工程實(shí)際中,采用接地保護(hù)的措施,電纜每2km設(shè)一處接地,接地電阻<4Ω,從而減小干擾,保證通信線路安全。對(duì)于沿鐵路敷設(shè)的光纜采用懸浮地的方式,光纜接續(xù)時(shí),在接頭盒內(nèi)將2條光纜的金屬加強(qiáng)芯及鎧裝斷開,使光纜的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不累計(jì)。沿鐵路敷設(shè)的光電纜在進(jìn)入通信站時(shí)一定要做絕緣節(jié),保證引入通信站的光電纜外護(hù)套與設(shè)備的絕緣,防止電氣化鐵路對(duì)光電纜產(chǎn)生的感應(yīng)電壓、電磁干擾引入通信設(shè)備。1.5接地系統(tǒng)的表面積和厚度接地是指能夠?qū)⑸漕l場(chǎng)源屏蔽體部件內(nèi)由于感應(yīng)電流產(chǎn)生而采取的迅速引流造成等電位分布的措施。接地裝置安裝要求:由于射頻電流的集膚效應(yīng),要求屏蔽體的接地系統(tǒng)表面積要足夠大,埋設(shè)應(yīng)注意接地極腐蝕現(xiàn)象;為了保證接地系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)偷纳漕l阻抗,接地線要盡量短,一般接地線的電阻要小于4Ω;為了保證接地系統(tǒng)作用良好,接地線的長度應(yīng)避開波長1/4的奇數(shù)倍;接地體要有足夠的厚度,以維持一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕;安裝接地極時(shí),必須埋置足夠的深度,以免土壤中水分蒸發(fā)而引起接地阻抗變化,同時(shí)要把接地極周圍的松土夯實(shí),埋些金屬屑等。2第二、安全防護(hù)效果在電氣化工程設(shè)計(jì)時(shí),采用先進(jìn)的技術(shù)從根本上降低電磁干擾是行之有效的辦法。例如:在客運(yùn)專線的設(shè)計(jì)上采用AT供電方式,不僅具有優(yōu)越的供電特性,并且由于接觸網(wǎng)與正饋線的對(duì)地電壓大小相等極性相反,其作用相當(dāng)于有源回流線,對(duì)電磁感應(yīng)影響能產(chǎn)生一定的抑制作用。特別是對(duì)與供電臂全長接近或與若干AT段完全接近的電信線路、油氣管道,具有良好的防護(hù)效果。另外,高質(zhì)量的鋼軌、完善的綜合接地設(shè)施及大量采用高架橋則能提高屏蔽效果,并降低地電流產(chǎn)生的地電位,進(jìn)而降低對(duì)較近接地設(shè)備的影響,減弱對(duì)附近管道的腐蝕干擾。再有,對(duì)弓網(wǎng)關(guān)系進(jìn)行嚴(yán)格的匹配要求,接觸網(wǎng)采用簡單鏈型懸掛方式,弓網(wǎng)關(guān)系優(yōu)于普通鐵路,平均跨距小于50m,張力大大提高(接觸線張力提高到26kN),離線率低于4%,運(yùn)行質(zhì)量得到改善,不僅保證了受流質(zhì)量,也降低了電氣化鐵路的無線電噪聲水平,有利于周邊電磁敏感設(shè)施、居住環(huán)境的正常。通信技術(shù)的改進(jìn)對(duì)電氣化干擾有很大的抑制作用,如:采用光纜作為長途傳輸?shù)闹饕浇?由于光纖對(duì)電磁有抗干擾性,從根本上去除通信線路的電磁干擾影響;其次,采用數(shù)字化通信技術(shù),利用數(shù)字信號(hào)的可再生性,可以很好地抑制電磁干擾,提高傳輸質(zhì)量,如鐵路調(diào)度系統(tǒng)已大面積使用數(shù)字調(diào)度,極高地保證了調(diào)度系統(tǒng)的安全可靠性;再有,提高設(shè)備的抗干擾能力,也是很好解決電磁干擾的