2.5.1 標準
接觸網設計、施工、運行和維護中需要遵守的諸多相互關聯的因素是國際、地區和國家標準化的目標。在標準附錄中包括了電氣化鐵道接觸網設計施工和運行中要遵守的重要且當前有效的標準。電氣化鐵道接觸網的標準化工作正在持續進展。對接觸網系統及其部件標準的研究發現,目前采用的這類規程和標準已達數百種。架空接觸網設計和運行人員使用的重要標準是IEC 913、EN 50119、EN 50121、EN 50122和EN 50 163。
2.5.2 負荷和強度
運行中,接觸網系統要承受來自電壓、電流和氣候環境的電氣和機械負荷。接觸網系統的所有部件應通過高于負荷的系數k以耐受電氣和機械作用。該系數是確定絕緣要求的安全系數,在機械設計中是局部系數。按照此條件: 荷載·k≤強度,就可滿足基本設計要求。
鐵路附近帶電會對生命和設備產生危險。潛在的危險可能是:
—架空接觸網—鋼軌電壓;
—工作電流和短路電流;
—電場;
—磁場;
—鋼軌—大地電位;
—縱向感應電壓;
—電容電荷。
必須遵照相關標準對設備進行周密設計,以便將這些危險情況限制在安全的范圍內。
表2.7 根據EN50 124-1標準,額定電壓、沖擊電壓與標稱電壓、過電壓等級的規定
標稱電壓1)(V) | 最高持續電壓2)(V) | 額定電壓 (V) | 不同過電壓等級的沖擊電壓耐壓水平 (kV) | ||
AC | DC | AC/DC | Ⅲ | Ⅳ4) | |
4603 | 530 | 630 | 6 | — | |
600 |
750
720 |
900
800 |
1000
8 | 12 | ||||
10003) | 1150 | 1250 | 8 | — | |
1200 | 1440 | 1600 | 10 | 15 | |
1500 | 1800 | 2000 | 12 | 18 | |
2400 |
3000
2880 |
3600
3200 |
4000
20 | 40 |
6250 |
15000
25000
50000
6900 |
17250
27500
55000
8000 |
18000
27500
55000
40 |
75
145
250
60 |
95
170
300
注 1) 導線對地電壓 (IT網的導線對導線電壓除外);
2) 根據IEC 38和EN50163標準,系統最高電壓的標稱電壓
3) 用于列車預熱設備和道岔加熱器;
4)用于架空接觸網。
2.5.3 絕緣要求
絕緣要求是根據接觸網系統中產生的電壓大小來選擇電氣設備的電氣強度。 必需的電氣強度標準是設計標準,它取決于標稱電壓和所采用的設備。過電壓等級確定了如何配置設備。
絕緣要求的正確選擇將保證設備能夠耐受必需的電壓。耐受電壓的特性是通過波形和在限定概率下絕緣部件將要耐受的典型過電壓幅度來表現的。
在電氣化鐵道的接觸網系統中有關的絕緣要求如下:
—確定與標稱電壓和過電壓等級相關的沖擊耐壓水平。根據EN50124-1標準,電氣化鐵道的接觸網和饋電線的過壓等級為Ⅳ級。直接與接觸網設備連接,但直接或間接受到過壓保護裝置保護的電路,其配電裝置的過壓等級為Ⅲ級。沖擊耐壓水平的規定如表2.7所示。
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