综合护套电缆抗电化干扰的研究11-29.doc

综合护套电缆抗电化干扰的研究 阶 段 工 作 报 告 铁道第四勘测设计院信号处 武汉大学高电压与绝缘技术研究所 2007年月2日第一章 概 述 3 1.1 本项目的研究目的和意义 3 1.2本课题的研究内容 4 1.3 本课题的研究方法 4 第二章 电气化牵引供电系统对信号电缆影响的理论分析 6 2.1静电感应分量的分析 6 2.2电磁感应分量的分析与计算 6 第三章 牵引供电系统对信号电缆影响的仿真计算模型和影响因素分析 15 3.1电气化牵引供电系统与信号电缆的基本情况 15 3.2牵引供电系统对信号电缆影响的仿真计算模型 19 3.3 牵引供电系统对信号电缆影响的仿真计算 20 3.4信号电缆铺设方式对电缆缆芯感应电压的影响 23 3.5电缆尺寸对电缆缆芯感应电压的影响 26 3.6信号电缆平行铺设长度对缆芯纵向感应电势的影响 30 3.7信号电缆屏蔽层接地方式对缆芯感应电势的影响 32 3.8信号电缆屏蔽层经接地装置接地的感应电势仿真计算 32 第四章 对模拟试验条件下的感应电势仿真计算 35 第五章 信号电缆安全运行的分析与计算 38 5.1强电线路对信号电缆危险影响允许值 38 5.2牵引供电系统对信号电缆的影响分析 41 5.3牵引供电系统引起的感应电势对人身安全的影响 43 第五章 结论与展望 50 5.1牵引供电系统对信号电缆影响的仿真计算基本结论 50 5.2信号电缆在铁路系统中应用的展望 51 参考文献 52 概 述 本项目的研究目的和意义 随着我国铁路建设事业的快速发展，既有非电气化铁路为满足国家能源政策、保护环境及扩大铁路运输能力的需求，电气化改造工程正在逐步推进。为了适应铁路电气化的要求，铁路信号系统亦需进行相应的改造。 对于电气化铁路的信号电缆，铁道部行业标准TB10007—2006《铁路信号设计规范》作出的具体规定有：“接触网对信号电缆的危险影响不应超过规定的允许标准。计算时应分别计算接触网在正常状态和短路状态下的危险影响。经计算后，根据需要应采用铝护套电缆或其他防护措施”。 既有非电气化铁路在建设时因受资金及技术标准制定的约束和限制，工程中采用设材料没有充分考虑到按电气化工程标准预留，信号电缆一般采用综合护套。不少非电气化铁路工程项目都是近期开通的，有的运营不到两年，如果将综合护套信号电缆全部废弃，会造成很大的浪费，而且重新施工铺设新电缆对既有运输影响也很大。 GB6830—86《电信线路遭受强电线路危险影响的容许值》中规定，在强电线路处于正常运行状态时，信号电缆芯线上的纵向电动势允许值为60V；在强电线路处于故障运行状态时，对于电信明线线路允许通信导线上的纵向电动势值为430V，而对于电缆电信线路允许电缆芯线上的纵向电动势值为电缆直流试验电压的百分之六十或交流试验电压的百分之八十五。 铁道行业标准TB10071-2000《铁道信号站内连锁设计规范》规定在电缆瞬间危险纵向电动势（沿导线长度方向分布的电动势）取直流耐压试验电压的60%和交流耐压试验电压的85%，正常工作条件下为60V。 CCITT规定：干扰线路正常工作条件下，如果一个人同时接触到地和电信导线时，在电信线路中感应的纵电动势超过60V（有效值）时定为危险。 依据GB6830—86和TB/T 3100.1～.5—2004标准，在强电线路处于正常运行状态时，信号电缆芯线上的纵向电动势容许值为60V；而在强电线路处于故障运行状态时，信号电缆芯线上的纵向电动势容许值为：1700V 。 电气化铁路供电系统正常或故障运行中，产生的电磁场交链了处于同一电磁环境中的信号电缆，在信号电缆的芯线中会感应出电势。该感应电势可能危及信号系统的正常运行、危及信号系统设备的绝缘、危及检修工作人员的人身安全。因此，研究电气化铁路供电系统对信号电缆产生的电磁干扰机理、研究感应电势大小、危害与影响因素、研究抑制感应电势的措施，具有重要的理论与工程应用意义。 综合考虑TB10007—2006《铁路信号设计规范》要求和既有非电气化铁路改造工程遇到的实际问题，本课题旨在研究铁路牵引供电系统对信号电缆安全运行的影响，评估综合护套信号电缆在电气化区段应用的可行性，提出合适的保护措施，为非电气化铁路的改造施工提供科学依据。 1.2本课题的研究内容 电气化铁路供电系统对信号电缆的电磁兼容性研究项目，主要研究下列内容： 1）电气化铁路牵引供电系统对信号电缆影响的理论分析； 2）牵引供电系统正常运行与故障运行时, 信号电缆芯线上的感应电压计算； 3）10kV电力电缆故障运行时, 信号电缆芯线上的感应电压计算； 4）信号电缆金属屏蔽层接地状态，对信号电缆芯线感应电压影响的分析计算； 5）铁路综合接地系统，对信号电缆芯线感应电压影响的分析计算； 6）电气化铁路供电系统