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电气化铁路“穿越电流”的成因分析及预防措施

摘要:在V型天窗下，停电一边的接触网除了有感应电压以外，还存在着穿

越电流对施工人员的危害。本文依据现场经验总结，分析了接触网穿越电流的成

因、危害及防护措施等，提高接触网工作人员对穿越电流的认识，减少作业人员

的伤害。

关键字:V型天窗；穿越电流；成因、危害及防护措施

中图分类号：F407文献标识码：A文章编号：

1前言

众所周知，我国电气化铁道牵引网采用工频单相交流制，其特殊的供电

方式属于单相不对称供电系统。在其供电过程中，周围的大气空间将产生不对称

的交变电磁场，在复线V型天窗接触网作业时，即一线停电施工，一线正常运

行的情况下。由于静电感应和电磁感应电动势的存在，在停电的接触网线路上，

将产生感应电压，严重影响施工人员的人身安全。但现场施工经验表明，施工人

员对感应电压的认识及其安全防护措施相对比较完善，如停电作业区域内进行安

装接地线、采用绝缘梯车等；然而大部分施工人员对接触网的穿越电流的认知和

危害就比较淡薄，甚至没有任何概念。本文依据施工现场经验和事故发生的原因

分析，将穿越电流的成因及危害总结如下：

2V型天窗中接触网的穿越电流

2.1穿越电流的形成原因

电力机车上的受电弓在接触网上滑行并取得电流，之后再经由钢轨、回

流线和大地流会牵引变电所，形成牵引电流回路。在复线区段（如图1所示），

上、下行钢轨在车站两端的咽喉区通过道岔相互连接，在道岔两端的绝缘节上安

装有扼流变压器且全站的扼流变压器通过大地是相互连通的。扼流变压器的中性

点上安装有吸上线并连接在回流线上，这就使得上、下行的钢轨和回流线通过道

岔是相互连通的。换句话说，钢轨的回流、回流线的回流和大地的杂散回流，三

者是相互并联的，并最终流回至牵引变电所。

图1

在V型天窗点对接触网进行施工作业时，即一线停电施工，一线正常运

行。当带电的一侧，有机车开始取流时，钢轨、回流线和大地上就会形成牵引回

流。由于上、下行之间的钢轨是通过道岔相互连接的，即当上行线（架设上行线

带电正常运行，下行线停电施工）有轨回流时，必然会有一部分电流流至已停电

的下行线的钢轨和回流线中，就会形成穿越电流。

2.2穿越电流的进一步讨论

有些接触网施工人员可能会问：我们在施工作业前，在作业区域两端已

经安装有接地线（通常是一端挂接触线，一端连接钢轨）了，这样不就可以进行

保护了吗？对于上述问题，我们以下图作简要说明（如图2）。

图2

从图2可知，轨回流在接地点的位置一分为二，一边沿着钢轨继续回流，

一边顺着接地线回流到接触网上。这就说明，即使下行线在作业区域内安装有接

地线，也会有穿越电流的危害。

按上述情况分析，有些接触网施工人员可能又会问：安装接地线进行保

护也不安全，那我们还怎么进行施工？

对于这个问题：我们分两种情形进行分析：

（1）当接触网完好时，即没有分段绝缘器、器件式分相等设备时，如下图

3所示：

图3

在这种情况下，施工人员碰触接触网也不会被穿越电流所伤害，因为接

触网的电阻率远小于人体电阻率，穿越电流只会通过接触网而不经过人体返回牵

引变电所，不会对施工人员造成伤害。

（2）但当接触网开路时，即有分段绝缘器、器件式分相等设备时，施工

人员如果将开路点连通，这就充当了电流的回路。此时，穿越电流一方面由接触

线流向人体，另一方面由梯车流向人体，进而造成触电事故，危害其施工人员的

人身安全等。

2.3穿越电流可能存在的位置

2.3.1接触网的卡断接续

这是接触网施工中常会遇到的情况，如分段绝缘器安装、8号节点绝缘子安

装等，在施工过程中，还不易发生穿越电流事故。

在进行上述情况的安装中，始终要安装导链葫芦这一工具，以此来进行张力

的平衡。所以，即使将接触网进行卡断，造成开路情况，也依旧有导链葫芦进行

分支电流，从而保证了施工人员的人身安全。

2.3.2接触网电分段锚段关节处

假设区锚1在带电正常运行，区锚2停电施工检修。在通常情况下，只

要隔离开关不合，区锚2就不会有电流的产生，然而实际上，当区锚1有机车取

流时，穿越电流就会发生（产生原因如上所述）。