原创《铁路电气化改造影响下的通信光缆防护工作》
本文是铁路电气化论文范文素材与通信光缆和铁路电气化和防护方面毕业论文开题报告范文。
尚轩
（中铁二十二局集团电气化工程有限公司,北京 102300）
摘 要：铁路电气化改造是我国重点建设项目,但是对沿线通信光缆线路产生干扰,严重影响了通信光缆运行.文章结合实际,阐述了电气化铁路的重要性,并分析了电气化改造对通信光缆线路产生的电磁干扰、电磁影响限值,最后提出了在铁路电气化改造影响下通信光缆的防护策略,以供相关工作者参考.
关键词：铁路；电气化改造；通信光缆；防护工作；电磁干扰；电磁影响限值文献标识码：A
中图分类号：U227文章编号：1009-2374（2016）05-0027-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.014
铁路电气化改造作为我国重点建设项目,具有速度快、高效节能、运行成本低的优点,但是铁路实行电气化改革对沿线的通信光缆线路产生了一系列的影响,例如电磁干扰、电磁危险事故等.因此,必须采取积极有效的防护措施,根据干扰影响实测数据和计算值,确定通信光缆线路的安全位置,合理规划沿线铁路通信光缆线路.
1电气化铁路及其应用的重要性
1.1电气化铁路的发展
电气化铁路的改革被我国设立为重点的建设对象,电气化铁路注重集群、联网效益,并逐步形成了网络化和规模化,增强了整体的运输能力,但是在铁路牵引的过程中,采用电气化势必影响到了沿线的通信光缆,电气化铁路运行中所产生的电磁如果超标,会直接影响通信光缆的传输质量,对线路工作人员也会造成人身伤害.
1.2应用电气化铁路的重要性
电气化铁路运输能力好,行驶速度快,在运营成本占优势的基础上还节能环保.电气化改革尤其是对干线铁路、陡坡和长隧道的山区干线铁路来说,无论是技术专业领域,还是产生的经济效益,都具有巨大的优越性,造就了我国重点改造发展的地位,满足了目前我国对能源结构调整的需求.
2电气化铁路牵引供电系统与电磁影响
2.1电气化牵引供电系统
电气化牵引供电系统是指将电能从电网传输至电车的电力装置,由接触网、牵引变电所组成.牵引变电所的主要作用是将电力系统输出电压下降到27.5kV,将电线作为与接触网电能的传输媒介,电车通过在沿铁路空架设的设备获取电能,保证电车的正常运行.在牵引变电周围接触网,都设置有分相绝缘装置,两个相邻的变电牵引所之间设置有专门的分区亭.此外,牵引供电回路是闭合线路,整个回路线以牵引变电所为起止点,中间依次通过馈电线→接触网→电力机车→钢轨→回流联接.回路中经过的电流被称为牵引电流,对在断开或者闭合的过程中,所产生的强烈电弧如果处理不当,会造成非常严重的后果.牵引网是由接触网、钢轨和地面回路、馈电线、回流线组成.
2.2电磁影响
2.2.1容性耦合影响.通俗来说,容性耦合影响就是静电影响,是电气化牵引供电系统中同接触网运行的电压引起的.主要影响表现为：通信电缆工作人员在电场作用下,进行光缆接触工作,静电电压便会通过人体产生电流,在一定作用下,电流增大会直接影响人体安全.此外,容性耦合影响的程度,是由接触网电压和附近线路距离决定的.
容性耦合计算条件：容性耦合的感应影响只针对架空的通信光缆,而直埋光缆是不需要考虑容性耦合影响的.
2.2.2感性耦合影响.感性耦合影响也就是常说的此影响,引起原因在于电气化牵引供电系统中,同电路导线电流发生牵引作用,在周围形成磁场.影响表现为：磁力线对通信光缆线路的切割作用,并产生一定感应电流,经过耦合之后,光缆线路中会产生感应电
动势.
2.3阻性耦合影响
入地电流影响是阻性耦合影响的另一种说法.电气化牵引供电系统一般是将接触网作为电流曲线,并通过轨道、地面产生一条单相供电线路.影响表现为：接触网中电流在经过钢轨的过程中,会产生一股较大的电流,并沿着轨道直接进入地面.如果附近有发电厂等地线网、电力杆塔等接地装置,就会导致其设备在强电作用下发生故障,地电位同光缆金属构件会有安全隐患.
当地下直埋光缆交叉于电气化铁路轨道,光缆的护套在不具备绝缘性能的同时,地面电流影响下,钢轨下光缆金属钢带的点位会升高,并形成一定电位差值于金属钢带和加强芯之间.如果光缆是与电气化钢轨呈垂直状态,则电位差不会受到影响.
3电磁影响的限值分析
结合电气化铁路对通信电缆的影响作用和原理来看,电气化铁路接触网无论是处于正常运行的状态,还是出现故障、短路的状态下,所产生的电压都会对通信电缆产生危险影响、电磁干扰影响.
3.1危险影响限值
一般来说,危险影响限值是根据三部分进行考虑：（1）电磁危险影响电压的通信导线被人体接触之后,电流会通过人体,并产生危害；（2）通信光缆线路自身的绝缘被击穿造成的一系列损坏；（3）交流电气化铁路接触网的状态：正常运行状态、发生故障状态.
在接触网正常运行的状态下,电感应会在人体接触通信光缆金属构件过程中产生电流经过人体.这种情况下,电流限值在15mA以内,通信光缆感应纵电动势限值在60V以内；另外,在接触网发生故障的状态下,通信电缆感应纵电动势限值达到430V以内.
3.2电磁干扰影响限值
一般情况下,采用纵电动势和地电位升来计算电气化铁路对通信电缆的电磁影响程度.纵电动势计算受到很多因素的影响,其中光缆线路和电气化铁路接触网的互感系数,是作为纵电动势计算的重要参数.互感系数通常受通信电缆、电气化铁道接触网之间距离、地面的导电率、接触网牵引电流角频率的影响大.也就是说,电缆和接触网的距离短、地面导电率小,互感系数越大.另外,接触网中通过的电流、两者距离也是感应纵电动势的决定因素.如果接触网中电流较大,互感系数越大且两者平行的距离较长,那么感应纵电动势就会越大.对于电磁干扰影响来说,应该依据铁路接触网的相关参数、地面导电率分布状分布、通信电缆线路与接触网之间的距离数值进行计算.一般情况下除了距离值是现场勘察得来,其他的应该由铁路管理方提供.此外,将计算的临界曲线结果做一个汇总,可以作为未来新建通信电缆与电气化铁路安全间隔距离的重要依据.
4铁路电气化改造影响下的通信光缆防护策略
电气化铁路改造影响下,通信电缆的影响性质、环境等因素可以作为对其采取防护措施的重要依据.针对交流电气化铁路对沿线通信光缆的影响,可以采取两种防护措施：（1）着眼于供电系统方面,采取相应的抑制措施；（2）着眼于通信电缆,采取相应的降低影响措施.在铁路电气化改造的影响下,迁移和改造是对通信电缆防护所采取的最有效办法.其中迁移一般是指将受到电气化改造影响的通信电缆,迁改到安全区域,不过需要实现利用相关数据和计算手段,计算出安全范围.这种办法工程量较大、施工周期长、不便于操作,因此不能作为首选措施；改造是指改善受影响的通信电缆的环境以及结构,降低电气化铁路对其的影响值.
在通信电缆线路很接近电气化铁路时,对其进行仪表实测、对照计算,数值表明此线路所受电磁干扰已经超出限值,那么就必须采取以下防护措施：（1）尝试增加电气化铁路和通信电缆的距离值,在遇到通信电缆与铁轨相平行或者垂直的情况,应该先计算出通信电缆不受其影响的范围,并将该通信电缆迁移至指定的安全区域范围.（2）一般来说,有很多通信电缆是横跨过铁路轨道的,像这种情况在电气化改造中,需要采用直埋或者管道的通过方式,可以选择隧道的顶端位置、桥洞下端部位等通过电气化铁路钢轨.还有一种很常见的情况,就是通信电缆交叉于电气化铁路钢轨,并且还有直埋线路.这种状况必须在铁路路基进行施工时,就考虑到要以钢管或者钢板作为保护,还要保证交叉处电缆的绝缘性能的良好.此外,需要注意的是,电气铁路站点等地段是不能采用直埋穿过轨道的办法.（3）对于含有金属构件的通信电缆线路,应该在线路接头的地方,也就是两端的金属加强芯、钢带等部分,是金属质地,是不做电气连通的,有效缩短磁感应纵电动势的累计段长度.（4）如果遇到类似于通道狭窄的特殊地形,会限制到操作处理,在这种情况下应该将受到电磁影响的普通光缆改造为非金属的通信光缆.非金属层绞式阻燃光缆和非金属中心加强层绞式光缆是最常用的,两种电缆属于非金属结构的通信光缆,拥有强大的结构特征：光纤松套、非金属材料的中心加强、缆芯是由油膏填充以及具有阻燃性能的PE外护套.抗磁干扰性能优良,松套管内充入了触变性油膏,对光纤的保护作用大大增强.通信光缆所具有的机械性能、耐温性能,是非常强大的.阻水材料的充入有效防止水进入光缆.此外,在进行敷设时,最好采用管道、架空的方式.
5讨论与建议
总而言之,铁路电气化改造是势在必行的,已经成为我国的重点建设项目.但是面对改造对通信电缆的一系列影响,主要是电气化铁路对通信电缆产生的电磁影响,使电缆线路金属构件与地面陈设的感应电压,对设备以及人员生命安全造成的影响和危害巨大.相关部门不得不重视,并采取相应的防护措施,必须深入、细致地对电磁影响和防护进行研究,并保证所采取措施的可操作性以及经济性.电气化铁路对通信光缆的影响限值,是可以依据相关公式计算的,这是指导、实施通信电缆防护措施的关键数据,能够实现对电缆的防护,有效规避铁路电气化改造对通信电缆带来的不良影响因素.
参考文献
[1]Zhou Qiaoping,Xiang Yang．Communications and Communications Commission,China Communications and Telecommunications Association[A]．China Communications and Communication Association[C]．2011．
[2]Yu Jing．Study on the electromagnetic compatibility of communication cable in the electrified railway environment[J]．technology information,2012,（5）．
[3]韩锋．集通铁路扩能改造电气化工程技术设计与经济评价[D]．西南石油大学,2014．
[4]杨娜．基于模糊影响图的铁路电气化改造施工安全风险评价[D]．西南交通大学,2014．
[5]张跃军．西安铁路局宝成线无线列调系统更新改造方案及实施[D]．北京邮电大学,2011．
作者简介：尚轩（1982-）,男,新疆乌鲁木齐人,供职于中铁二十二局集团电气化工程有限公司,研究方向：铁路电气化、铁路电力、铁路通信.
（责任编辑：周琼）
铁路电气化论文参考资料：
回顾述说,这篇文章为一篇关于对不知道怎么写通信光缆和铁路电气化和防护论文范文课题研究的大学硕士、铁路电气化本科毕业论文铁路电气化论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料。
