13.4.1 简介

本节将描述单相交流电气化铁道牵引接触网产生的影响和干扰的基本问题。单相交流电气化铁道可以用两个感性耦合导线回路组成的系统表示，实际中最好用接触网—大地和钢轨—大地之间的耦合表示。第3章中详细讨论了计算主要参数的基本方法。接触网、钢轨和大地中的电流图见图12.8。由于钢轨通常会向负荷连接点以外延伸，所以电流将从钢轨流向大地，甚至流向变电所和牵引车辆所处位置之间的区段以外。

图13.10 因回流的阻性耦合引起的电位升高

IK—短路电流;

Uab—阻性耦合产生的电压;

RE—接地极电阻

13.4.2 阻性影响

从图13.2中可以看出，电气化铁道周边的设备和线路因经过大地和/或金属直接接触的阻性耦合而与回流径路的一部分连接。发射和接收干扰的电路使用相同的导体路径。

感应电流流进与电气化铁道线平行的地下金属电缆护套和管道，除此之外，因为与回流电流的阻性耦合，将会有电流流过这些设备。这个阻性耦合部分的电流大小将取决于大地和各设备之间的接触电阻。

变电所周围的电信电缆可能发生电位升高，这是非常麻烦的。对于铠装电信电缆，这种影响可以用图13.10电路图来解释。

电缆护套与变电所的参考地电位相连接。如果短路电流Ik流经变电所的接地系统，那么就可以用第12.1节中定义的系数K来计算阻性耦合电压。该电压可以测得，等于

在上式中，RE为变电所的接地极电阻，其常规值为0.05～0.3Ω。为了消除对人员和设备造成的危害，接触网周围，尤其是图2.16中表示的接触网区域中的所有金属部件都必须与接地系统连接，使其电位与大地相等。在交流电气化铁道系统中，这一点是通过牵引接地系统实现的。

13.4.3 感性影响

感性影响是由流经接触网—回流线回路的电流引起的。该电流产生的磁场作用在铁路线周围的金属设备和电缆上。交流电气化铁道系统的工作电流，以及交流和直流系统中产生的高次谐波都会产生交变磁常交变磁场能够在受到影响的设备和电缆中引起感应电流，因而使这些设备有可能受到损坏或干扰。

对牵引接触网周边的导体的电感影响可以用相互平行的两个导体—大地回路之间的感性耦合来描述。如图13.11所示，假定受到干扰的导体位于某一铁路区段中，该干扰源系统接触网—钢轨—大地的交叉影响是可以忽略的。

图13.11 电感干扰的耦合作用

Ix—等效干扰电流;

U'1—单位长度的感应纵向电压;

M'—单位长度的互感;

Z—负荷或短路点的有效阻抗;

I—受干扰的线路长度;

R'、L'、G'，C'—受干扰系统的特征参数;

Z1和Z2—受干扰线路的终接阻抗

由图13.11可以看出，接触网电流I将在受到影响的电缆中引起一个由长度决定的感应纵向电压(感应纵电动势) U'1。假定受影响的电缆长度l小于产生干扰的接触网的长度，其单位长度的感应纵向电压(感应纵电动势) 可用下式表示

式中，M'OHL为电力牵引系统的导体—大地回路和受干扰系统的单位长度的互感。而且，屏蔽系数r(r<1) 表示的是流经钢轨，电缆铠装层，地线等的电流产生的影响，它们在相位上几乎与接触网电流反相，起着抵消干扰的作用。单位长度感应纵向电压 (感应纵电动势) 与牵引供电的频率成正比。

为确定局部感应电压和电流的值，借助图13.11中的电路可以用不同的等式来表示。在 [13.10] 中它们被称为电报方程，其一般表达式为

式中 Zw——特性阻抗;

γ——受干扰影响的金属线路的传播常数。

Zw和γ按照式 (12.16) 和式 (12.17) 计算。常数A和B是受影响线路的特征函数，取决于线路终端的接线状态。所谓接线状态，是说明电缆终端是如何连接的。图13.12所示为邻近铁路的电缆终端的典型接线状态。