高铁接触网感应电压的理论分析

王 邠

（南京铁道职业技术学院，副教授，高级工程师，江苏 南京 210015）

目前，复线电气化铁路建设发展很快，复线并行线路的感应电压导致人身伤亡的事故时有发生。以前，我国电气化铁道平均牵引电流200 A，但现在高铁动车牵引电流高达1 200 A，短路时达到12 000 A。当机车正常运行或接触网发生短路故障，感应电压增加几倍甚至十几倍时，容易造成人身伤亡的事故并对通信信号设备造成损坏。因此，分析电气化铁路感应电压产生的机理，研究感应电压的准确计算公式很有必要。对感应电压问题，现有参考文献多采用近似计算法[1]，而且对感应电压进行简单的代数计算。实际上由于牵引电流高达1 200 A，简易计算法公式已经失效。另外感应电压是矢量，不能用简单的代数和计算。本文仅对复线并行线路的感应电压进行分析，利用电磁场的基本理论和方法，推导出电气化铁道感应电压的准确计算公式，正确评估高铁牵引网感应电压的影响，以便做好高速铁路的施工维护和设计工作。

1 感应电压的计算

牵引电流流过接触网时，将在接触网导线周围形成电场和磁场，对周围的环境有电磁影响。电磁影响分为电影响和磁影响[2]。磁影响是由于牵引电流沿接触导线通过时，在导线周围产生交变磁场。由于电磁感应的作用，在传输导线上产生感应电动势。电影响是由于接触网与传输线路之间存在电容，传输线路与大地之间存在耦合电容，接触网上的高电压就通过这2个电容入地形成回路，产生电流，并使传输线路上产生对地电压。……