电力牵引接触网的载流容量

一般运输铁路线的标准化等效连续负荷曲线和高速 (或重载) 铁路线的时间衡量等效连续负荷曲线组成了评定接触网设施热负荷容量的基础！

11.1.1.4 短路负荷

牵引接触网设施的短路是由于安装在具有不同电位的传导组件间的绝缘元件发生损坏或故障造成的。造成故障的主要原因是材质老化以及绝缘元件受到物理损伤，还有过电压和污染物淤积导致绝缘击穿或发生电唬全短路通常都是操作人员的失误造成，例如在转换电力供电时未取走接地和短路设备，或是列车进入接地的接触网区段。

短路使受影响电力设施上产生高机械应力和热应力，结果是电能中断和情况危急。要选择组件 (特别是断路器) 和正确设置保护设备，必需知道预期的短路电流幅值。铁路设施上的短路也能在电缆及与铁路线平行的金属结构中感应出危险电压来。

在牵引接触网网络中，任何接地连接将会构成短路，如图11.7中见到的那样。单相交流电气化铁道牵引系统中的短路电流可应用表11.2中的公式进行计算。在德国铁路的16.7Hz牵引供电网中，可观察到下列最大短路电流：

—在中央供电区段中高达45kA;

—在非中央供电区段中高达20kA。

图11.7 单相接地短路

表11.2 依照标准EN608651：11.94，短路电流的特性参数

在短路发生时刻的短路电流对称交流分量有效值 (均方根) (假设短路阻抗

保持恒定并和t=0时所发生的一切相同)。

ip

ip=k··I″k2)

峰值短路电流：

预期短路电流的最大绝对值。

回路被断路器打开时刻的短路交流有效值 (均方根)。

短路交流电流的有效值 (均方根)，它是在全部瞬变过程衰弱后保留下来的

恒定值。

Ith

Ith＝I″k·5)

热等效短路电流：

电流的有效值(均方根)，它在同一时间内如同真实的短路电流一样 (存在

直流分量并随时间而衰弱) 具有相同的热效应。

或

S″_k＝·U_n·I″_k7)

这是起始对称短路电流和额定电压的产物，这些量值并非物理意义上的，而

是用于计算时的因素。

注 1) c=电压因数=1.03～1.1 (铁路网络中);

Z_k＝网络短路阻抗;

2) k=脉冲因数，依照图11.9 [11.6];

3) μ=衰变因数，依照图11.10 [11.6] 交流16.7Hz，在交流50Hz时μ=1;

4) λ=依照EN60865-1标准用来计算稳定状态短路电流的系数;I_rG＝发电机电流额定值;

5) m，n=依照EN60865-1标准，用来描述直流和交流电分量热效应的系数;(在中央供电铁路网中n≈0.95);

6) 在铁路牵引供电网中;

7) 在三相交流电力分配网中。

由于采用了单边供电，50Hz牵引供电网的短路电流要比采用双边供电的16.7Hz网络明显地校图11.8示出一段24km长、具有各种架空接触网线路结构和不同供电方式 (即AC16.7Hz和AC50Hz) 的高速铁路区段的最大短路电流 [11.7]。在16.7Hz架空接触网线路上采用双边供电导致短路电流明显增大。

假如采用表11.2给出的公式来计算短路电流的话，得出的数值要比实际测试中得到的大。在 [11.8] 中确认，采用以概率为基储将全部可能在真实生活应用中预期的因素考虑进去的方法，其真正最大短路电流大约是采用表11.2给出公式所得数值的0.8倍。可能预期的平均短路电流值甚至会更校