隨著電氣化鐵道27.5kV電纜在國(guó)內(nèi)高速鐵路和客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路項(xiàng)目中普遍應(yīng)用,電纜的接地安全越來(lái)越受到重視。GB 50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,單芯電力電纜金屬層單點(diǎn)直接接地,在線(xiàn)路未接地的終端設(shè)置金屬護(hù)層電壓限制器(即電纜護(hù)層保護(hù)器),可增強(qiáng)護(hù)層絕緣保護(hù)。目前,國(guó)內(nèi)既有在建或是已開(kāi)通項(xiàng)目,所采用的電纜護(hù)層保護(hù)器產(chǎn)品,主要是電力電纜護(hù)層保護(hù)器,因缺乏統(tǒng)一參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),不同廠(chǎng)家同類(lèi)產(chǎn)品參數(shù)差異大,產(chǎn)品型式不一,工程應(yīng)用時(shí)選型困難,如若選用產(chǎn)品參數(shù)與系統(tǒng)不匹配,對(duì)27.5kV電纜安全運(yùn)行還會(huì)造成威脅。因此,有必要根據(jù)我國(guó)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)特點(diǎn),結(jié)合27.5kV電纜護(hù)層保護(hù)器工作條件和適用環(huán)境,對(duì)電氣化鐵道27.5kV電纜護(hù)層保護(hù)器的選型進(jìn)行深入研究。

1 27.5kV電纜護(hù)層保護(hù)器使用環(huán)境特點(diǎn)

電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)為工頻交流單相系統(tǒng),牽引負(fù)荷為沖擊性負(fù)荷且波動(dòng)大。當(dāng)車(chē)輛駛?cè)肽骋还╇姳蹆?nèi)時(shí),負(fù)荷電流迅速增大;駛出時(shí),負(fù)荷電流迅速下降。如果某一供電臂內(nèi)車(chē)輛密集,還會(huì)出現(xiàn)短時(shí)或周期性的過(guò)負(fù)荷。27.5kV單芯電纜主要用于牽引所內(nèi)的牽引變壓器

或自耦變壓器與27.5kV GIS開(kāi)關(guān)柜間連接,以及由牽引所向接觸網(wǎng)提供電源的27.5kV饋出線(xiàn)。當(dāng)牽引負(fù)荷較大時(shí),為滿(mǎn)足載流需要,每回路27.5kV電纜采用多根并聯(lián)運(yùn)行。從系統(tǒng)的角度分析,單根電纜運(yùn)行和多根電纜并聯(lián)運(yùn)行,所使用的電纜護(hù)層保護(hù)器主要參數(shù)選擇一致。電纜護(hù)層保護(hù)器接在電纜金屬護(hù)層接地引出線(xiàn)和地之間,主要安裝地點(diǎn)為牽引變壓器或自耦變壓器27.5kV側(cè)、27.5kV GIS開(kāi)關(guān)柜內(nèi)、牽引所電纜夾層內(nèi)、鐵路線(xiàn)路側(cè)電纜上網(wǎng)側(cè)等。

27.5kV電纜線(xiàn)路正常工作時(shí),電纜護(hù)層保護(hù)器呈現(xiàn)高阻態(tài),截?cái)嚯娎|金屬護(hù)套中的工頻感應(yīng)

電流和大地形成的回路,限制環(huán)形感應(yīng)電流;一旦電纜線(xiàn)路出現(xiàn)短路故障、有雷電過(guò)電壓侵入或是出現(xiàn)內(nèi)部過(guò)電壓,導(dǎo)致電纜金屬護(hù)套中出現(xiàn)很高的工頻過(guò)電壓或沖擊過(guò)電壓時(shí),電纜護(hù)層保護(hù)器呈現(xiàn)低阻態(tài),迅速將故障電流泄入大地,將暫態(tài)過(guò)電壓鉗制在自身殘壓范圍內(nèi),保護(hù)電纜外護(hù)套絕緣。

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