1、接触网验电死区试验及分析田伟，白祥坤，邸晓新，赵国强（中国铁路北京局集团有限公司，北京 ）摘要：接触网设备间的同相电场干扰，使用容性验电器验电时存在无法正确指示设备带电的误报情况，直接影响作业人身安全。为研究接触网设备易发生验电死区位置，避免无效验电，对接触网各个位置进行了大量带电验电试验。通过对试验结果的对比分析，提出接触网验电位置选择建议和提高验电有效性的措施。关键词：验电试验；验电死区；验电位置中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：引言电容型验电器因其携带方便、操作灵活、判断简单直观等特点而被广泛应用于接触网设备验电作业中。但是，接触网设备间同相电场干扰导致的验电死区，使得验电器存在无法
2、正确指示设备带电的误报情况，直接影响作业人身安全。本文对多条电气化铁路线进行接触网验电死区试验，通过试验结果的对比分析，掌握接触网各类结构中易发生验电死区的位置，以避免对接触网设备无效验电。试验方案 验电器选用电容型验电器被广泛应用于接触网验电操作，其工作原理是通过检测流经验电器对地杂散电容的电流来显示是否存在电压。然而，电容型验电器存在验电死区。电容型验电器处于验电死区时，检测不到流过验电器对地杂散电容的电流，或检测到的电流值太小，不足以启动声光报警装置，导致验电器做出无电的错误指示。此次试验选用 支电容型交流验电器，同时为说明验电死区与验电器启动电压的关系，使用了不同启动电压的验电器进行接
3、触网带电验电试验。验电位置选择此次试验选择普速线路 个站区、高速线路 个站区，使用固定验电器对接触网单腕臂、软（硬）横跨、分段绝缘器、线岔、锚段关节、隔离开关各部位进行带电验电试验。各试验位置选择统一，试验方法一致，可有效反映不同场景同一位置的试验结果。试验结果 验电器启动电压与验电死区关系分析不同启动电压验电器验电死区数据见表。由此分析得出，此次试验有效验电 处，其中 处验电器无报警，验电死区率达到 。不同启动电压验电器验电死区率趋势如图所示。由此可以看出，验电死区率与验电器启动电压成正比关系。表 不同启动电压验电器验电死区数据序号供电段验电处报警处不报警处验电死区率验电器启动电压天津 石家
4、庄 唐山 电力设备电工技术 续表序号供电段验电处报警处不报警处验电死区率验电器启动电压衡水 北京 北维 天维 合计 单腕臂各部位验电结果及分析单腕臂各部位验电数据见表。由此分析得出，验电部位 报 警 率 前 三 位 为 斜 腕 臂 根 部 、接 触 线 、吊弦 ；后三位为承力索 、承力索座 、平斜腕臂连接部。在接触网腕臂结构图不同启动电压验电器验电死区率趋势图中，处于对地绝缘的最外侧设备报警率较高，斜腕臂根部、平腕臂根部、接触线、吊弦的报警率都在 以上；相对地绝缘的内侧设备报警率较低，从平、斜腕臂根部向带电侧持续降低，平斜腕臂连接部位置降到最低的，承力索座、承力索、定位管、定位器等处于腕臂结构
5、中相互连接的部位报警率均较低。表单腕臂各部位验电数据测量结果斜腕臂根部平腕臂根部平斜腕臂连接部承力索座承力索定位管端部定位管根部定位器中部接触线吊弦测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 软（硬）横跨各部位验电结果及分析软（硬）横跨各部位验电数据见表。由此分析得出，软（横）跨 结 构 中 只 有 接 触 线 报 警 率 较 高，为 ；其 余 部 位 均 在 之 下，其 中 承 力 索 为 ，下 部 固 定 绳 为 ，上 部 固 定 绳 为 。为进一步探究 验 电 规 律，对 软 横 跨 终 端 楔 形线夹进行针对性验电试验，试验组软横跨上、下部固定绳接地侧楔形线夹，均发出声光报警。在软横
6、跨处验电，上、下部固定绳绝缘子带电侧根部和接触线报警率为 ，其他位置较低。表软（硬）横跨各部位验电数据测量结果接触线定位器上部固定绳定位立柱斜拉线下部固定绳承力索滑轮承力索上部固定绳接地侧绝缘子带电侧下部固定绳接地侧绝缘子带电侧测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 分段绝缘器各部位验电结果及分析分段绝缘器各部位验电数据见表。由此分析得出，分段绝缘器端部及两侧承力索报警率基本没有变化，接触线随着验电位置与分段绝缘器本体距离的不断增加，其报警率不断升高，由端部 逐步增长至 ；两侧吊弦报警率为 。表 分段绝缘器各部位验电数据测量结果分段绝缘器端部距分段 接触线距分段 承力索距分段 接触线距分
7、段 承力索距分段 接触线距分段 承力索吊弦测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 线岔各部位验电结果及分析线岔各部位验电数据见表。由此分析得出，线岔交点处向两端接触线的报警率相对平稳，距离较远处呈上升趋势，报警率在 之间；承力索报警率相对平均，报警率在 之间。电工技术电力设备表线岔各部位验电数据测量结果交叉点接触线交叉点承力索距交叉点 处两支接触线距交叉点 处两支承力索距交叉点 处两支接触线距交叉点 处两支承力索距交叉点 处两支接触线距交叉点 处两支承力索测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 隔离开关各部位验电结果及分析隔离开关各部位验电数据见表。由此分析得出，报警率最高点在引线
8、的开关设备线夹处，随着靠近接触网，报警率逐步降低，到承力索并沟线夹位置仅为 ，接触线电连接线夹位置为 。表 隔离开关各部位验电数据测量结果开关极板处引线中部引线承力索并沟线夹承力索和接触线之间引线接触线电连接线夹测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 锚段关节锚段关节各部位验电数据见表。由此对比分析得出，转换柱与中心柱跨中普遍报警率较低，最高在工支接触线为 ，转换柱接触线报警率为 ，中心柱接触线报警率为 。表转换柱各部位验电数据测量结果斜腕臂根部平腕臂根部平斜腕臂连接部承力索座承力索定位管端部定位管根部定位器中部接触线吊弦测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 表中心柱各部位验电数
9、据测量结果斜腕臂根部平腕臂根部平斜腕臂连接部承力索座承力索定位管端部定位管根部定位器中部接触线吊弦测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 表 跨中各部位验电数据测量结果工作支接触线非支接触线工作支承力索非支承力索吊弦测量数量处 报警数量处 不报警数量处 报警率 接触网验电位置选择建议 腕臂结构平斜腕臂连接处、承力索底座处、定位器中部、定位线夹约 内接触线和吊弦线夹处受邻近零部件同相电场干扰较大，验电器轴向电位梯度减小致使验电器无法启动。平、斜腕臂根部为带电体边沿，不受同相电场干扰，验电成功率较高。接触线试验 处，有处未报警，无效验电均发生在定位线夹约范围内。腕臂结构验电时，建议将斜腕臂根
10、部和接触线作为验电位置。软（硬）横跨在软横跨结构中，处于对地绝缘最外侧的绝缘子带电根部受其他带电设备的电场干扰最小，上、下部固定绳处只受 外的另一固定绳的单向电场影响，且为设备端部，报警率为 。软（硬）横跨结构验电时，建议将下部固定绳接地侧绝缘子根部、除本线外 范围内无任何其他带电体的接触线上的点作为验电位置。电力设备电工技术 其他四类设备分段绝缘器本身结构复杂，吊弦布置较密，电场干扰较大，设备本身及连接承、导线各部位易形成验电死区。线岔的两支承、导线相互干扰，易形成验电死区。隔离开关受设备结构和连接设备的影响，易形成验电死区。锚段关节的双腕臂、平行双支承导线相互干扰较大，各部位均易形成验电死
11、区。以上四类设备因结构原因易形成验电死区，不建议作为验电位置。相同位置承力索与接触线各类设备相同位置接触线报警率（有电检测正确率）普遍高于承力索。验电试验时，验电器感应部分位于接触线的下方，地面方向无电场干扰；承力索试验时，验电器感应部分位于承力索的下方、接触线的上方，相对接触线多一个方向干扰，报警率低于接触线。相同位置承力索、接触线验电时，建议将接触线作为验电位置。提高验电有效性措施 避开验电死区验电作业应避开单项设备（隔离开关、线岔、锚段关节、分段绝缘器）位置，其他腕臂结构和软（硬）横跨结构选择接触线、斜腕臂和下部固定绳接地侧绝缘子根部为验电点，但是综合考虑试验数据可靠性高、现场作业操作性
12、强、专业管理便于统一的因素，将范围内无任何设备的工作支接触线作为验电点。选择合适的验电器启动电压验电器启动电压与验电失效率成正比。接触网感应电压一般在 以下，建议将验电器启动电压设置为 ，保证验电器较高灵敏度，降低停电误报率。增加验电器轴向电压梯度在条件允许的情况下，验电器与被测面应保持较大的接触角度，尽量将接触电极沿着带电体电力线的方向验电，增加验电器的轴向电压梯度。考虑环境湿度对验电器的影响充分考虑环境湿度对验电器的影响，雨雪天或雾天等空气湿度较大的天气验电，应选择可靠部位并多次验电，同时须保证接触电极与验电部位的接触时间在以上。结语通过对比分析接触网各部位验电试验结果，得出各部位易形成验
13、电死区的位置，并对接触网不同部位验电位置提出建议，最后阐明提高验电有效性的措施，对接触网作业避免无效验电，保证作业人员人身安全具有重大意义。参考文献 杜清全，程铃接触网验电死区电场仿真及启动电压的探讨电气化铁道，（）：马雷，白家琨 电容型高压验电器验电死区问题探讨电气化铁道，（）：中华人民共和国电力行业标准电容型验电器国家标准北京：中国铁道出版社，李禾，邓志祥，王闯，等电容型验电器验电盲区问题的研究电器与能效管理技术，（）：冯锟，阮江军，杜晟磊，等电容型高压验电器故障分析与灵敏度改进机电元件，（）：（上接第 页），（）：，（）：，（）：，（）：，（）：任品毅，唐晓 面向 的物理层安全技术综述 北京邮电大学学报，（）：电工技术电力设备
