李进军

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)

随着我国铁路建设标准的提高,如京津城际、武广客运专线、郑西客运专线、沪杭客运专线、京沪高速铁路等项目,牵引供电系统中均大量采用了27.5 kV专用单芯电缆。单芯电缆线芯中通过交变电流必然会产生交变的磁场,将使电缆的金属护层中产生感应电势。当电缆载流量较大(特别是短路接地故障)、线路较长时,其金属护套的感应电势和冲击过电压会很大,若电缆接地方式处理不当,可能导致护套绝缘击穿,形成多点接地,影响电缆正常载流并降低使用寿命。

1 电缆结构

我国电气化铁路牵引供电系统采用单相工频交流27.5 kV电压,27.5 kV电缆均采用单芯,电缆的典型结构一般由TR型软铜线导体线芯、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽、隔离层、铠装层以及外护套等组成[1](图1)。用户可根据电缆敷设条件和运行环境提出附加要求,如低烟低(无)卤阻燃、防水、防腐、防紫外线等。27.5 kV电缆结构通用技术参数见表1。

图1 27.5 kV电缆典型结构示意

表1 27.5 kV电缆主要技术参数

2 感应电压产生

单芯电缆线芯与金属护层的关系可以看作是1个单匝变压器[2]。当电缆在交变电压下运行时,导体中通过的交变电流必然会产生交变的磁场。磁场产生的磁链不仅和线芯相链,也和金属屏蔽层及铠装层相链,必然会在金属屏蔽和铠装层上产出感应电动势。感应电压的大小与线路长度和流过导体的电流成正比。电缆线路很长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度[3]。……