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行車滑觸線壓降值計算

發(fā)布時間： 2022-10-09　　點擊次數： 1748次

在對于行車滑觸線進行更新換代時，一般需要經過 4 個步驟：其一，對經長期使用已腐蝕老化的原支架進行拆除；其二，新支架固定；其三，滑觸線吊裝，其吊裝包括：吊架固定、滑觸線間連接以及集電器等裝配；其四，滑觸線調試，試運行：為保證滑觸線運行暢通，需對滑觸線直線段和接頭部分調整，并進行試運行。滑觸線作為輸電線路的一種，其截面選擇參照輸電線路，遵循下列幾個條件：（1）避免正常運行時發(fā)生電暈， 60 kV 以下線路可以不考慮；（2）機械強度， 1 kV 以下的Ⅲ類線路單股銅線大于6mm2；（3）長期通過的電流應滿足熱穩(wěn)定的要求，裸線正常運行溫度應小于 70 ℃；（4）0.4 kV 供電系統(tǒng)允許的電壓變化范圍 +5%～-10%。對滑觸線而言，電壓變化主要表現為下降，而且一般要求從低
壓屏的饋電開關到滑觸線末端，壓降不得超過
12%，否則將影響行車電氣設備的壽命。
1 電阻壓降的估算
電阻壓降：
△U=30.5×I×ρ×L/S
式中， I 為電流（A）； ρ 為電阻率（Ω·mm2/km）； L 為導體長度（km）；
S 為導體截面積（mm2）。
銅的電阻率為 17.5 Ω·mm2/km；
鐵的電阻率為
97.8 Ω·mm2/km；
5# 角鋼的截面積 S≈50×50-45×45=475 mm2；
5# 角鋼 100 m 在 1 000 A 下的壓降為：
△U=30.5×1 000×97.8×0.1÷475=35.66 V
320 mm
2 銅導體 100 m 在 1 000 A 下的壓降為：
△U=30.5×1 000×17.5×0.1÷320=9.47 V
320 mm
2 銅導體 1 000 m 的電阻為：
R=17.5÷320=5.469×10-2 Ω
考慮到交流電路內存在“集膚效應和鄰近效應"，這些效應使電阻值約增加 0.2%～1%左右。鐵的電阻率遠大于銅的電阻率， 475 mm2 的 5# 角鋼的電阻壓降比 320 mm2 的銅導體滑觸線壓降大許多，且發(fā)熱損耗高，這正是角鋼類在大電流滑觸供電被逐步淘汰的原因。另外，以上計算雖然簡單方便，但僅考慮了導體的電阻效應，沒有考慮相鄰輸電導體電磁場的相互影響，即電感對壓降的影響。
2 阻抗壓降的計算
以 JGH-320 滑觸線為例計算，忽略鋼材的導電效果，將銅導體按圓形近似計算。
銅導體等效半徑為：
r=（S/π） 0.5=（320/π） 0.5=10.09 mm
滑觸線相間距 h 按 400 計算為：
LA=LC=［0.5+2ln（1.414×h÷r）］ ×10-7
=［0.5+2ln（1.414×400÷10.09）］ ×10-7
=8.553×10-7 H/m

LB=［0.5+2ln（h÷r）］ ×10-7
=［0.5+2ln（400÷10.09）］ ×10-7
=7.86×10-7 H/m
按較大的 A、C 相（邊相）計算：
X=ωL=2π×50×L
=2π×50×8.553×10-7
=2.687×10-4 Ω/m
=0.268 7 Ω/km
Z=（X2+R2） 0.5
=（0.268 72 + 0.054 692） 0.5
=0.274 2 Ω
100 m 長滑觸線 1 000 A 下的阻抗壓降（線電壓）：
△U=Z×I×L×30.5
=0.274 2×1 000×0.1×30.5=47.45 V
所得出的阻抗壓降遠大于電阻壓降（9.47 V）。
△U%=47.45÷400=11.86
將計算結果與表中的數據對比，表中所列數據與計算所得到的結果吻合。此外，相間距離 h 減小可以降低阻抗和阻抗壓降，但因受集電器高度、瓷瓶高度限制，不可隨意縮小。表中， JGH-85 滑觸線和 JGH-320 滑觸線在 1 000 A-100 m（滑觸線的實際運行電流 -長度）的線路壓降分別為 18%和 11.86%，截面積增加了近 3 倍，壓降僅下降 34%，說明僅靠增大滑觸線截面積降低壓降是不合適的。

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