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行車滑觸線壓降值計(jì)算方法
發(fā)布時(shí)間: 2022-11-09 點(diǎn)擊次數(shù): 934次在對(duì)于行車滑觸線進(jìn)行更新?lián)Q代時(shí),一般需要經(jīng)過 4 個(gè)步驟:其一,對(duì)經(jīng)長(zhǎng)期使用已腐蝕老化的原支架進(jìn)行拆除;其二,新支架固定;其三,滑觸線吊裝,其吊裝包括:吊架固定、滑觸線間連接以及集電器等裝配;其四,滑觸線調(diào)試,試運(yùn)行:為保證滑觸線運(yùn)行暢通,需對(duì)滑觸線直線段和接頭部分調(diào)整,并進(jìn)行試運(yùn)行。滑觸線作為輸電線路的一種,其截面選擇參照輸電線路,遵循下列幾個(gè)條件:(1) 避免正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生電暈, 60 kV 以下線路可以不考慮;(2)機(jī)械強(qiáng)度, 1 kV 以下的Ⅲ類線路單股銅線大于6mm2;(3)長(zhǎng)期通過的電流應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的要求,裸線正常運(yùn)行溫度應(yīng)小于 70 ℃;(4)0.4 kV 供電系統(tǒng)允許的電壓變化范圍 +5%~-10%。對(duì)滑觸線而言,電壓變化主要表現(xiàn)為下降,而且一般要求從低
壓屏的饋電開關(guān)到滑觸線末端,壓降不得超過
12%,否則將影響行車電氣設(shè)備的壽命。
1 電阻壓降的估算
電阻壓降:
△U=30.5×I×ρ×L/S
式中, I 為電流(A); ρ 為電阻率(Ω·mm2/km); L 為導(dǎo)體長(zhǎng)度(km);
S 為導(dǎo)體截面積(mm2) 。
銅的電阻率為 17.5 Ω·mm2/km;鐵的電阻率為
97.8 Ω·mm2/km;
5# 角鋼的截面積 S≈50×50-45×45=475 mm2;
5# 角鋼 100 m 在 1 000 A 下的壓降為:
△U=30.5×1 000×97.8×0.1÷475=35.66 V320 mm
2 銅導(dǎo)體 100 m 在 1 000 A 下的壓降為:
△U=30.5×1 000×17.5×0.1÷320=9.47 V320 mm
2 銅導(dǎo)體 1 000 m 的電阻為:
R=17.5÷320=5.469×10-2 Ω
考慮到交流電路內(nèi)存在“集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)",這些效應(yīng)使電阻值約增加 0.2%~1%左右。鐵的電阻率遠(yuǎn)大于銅的電阻率, 475 mm2 的 5# 角鋼的電阻壓降比 320 mm2 的銅導(dǎo)體滑觸線壓降大許多,且發(fā)熱損耗高,這正是角鋼類在大電流滑觸供電被逐步淘汰的原因。另外,以上計(jì)算雖然簡(jiǎn)單方便,但僅考慮了導(dǎo)體的電阻效應(yīng),沒有考慮相鄰輸電導(dǎo)體電磁場(chǎng)的相互影響,即電感對(duì)壓降的影響。
2 阻抗壓降的計(jì)算
以 JGH-320 滑觸線為例計(jì)算,忽略鋼材的導(dǎo)電效果,將銅導(dǎo)體按圓形近似計(jì)算。
銅導(dǎo)體等效半徑為:
r=(S/π) 0.5=(320/π) 0.5=10.09 mm
滑觸線相間距 h 按 400 計(jì)算為:
LA=LC=[0.5+2ln(1.414×h÷r)] ×10-7
=[0.5+2ln(1.414×400÷10.09)] ×10-7
=8.553×10-7 H/mLB=[0.5+2ln(h÷r)] ×10-7
=[0.5+2ln(400÷10.09)] ×10-7
=7.86×10-7 H/m
按較大的 A、C 相(邊相)計(jì)算:
X=ωL=2π×50×L
=2π×50×8.553×10-7
=2.687×10-4 Ω/m
=0.268 7 Ω/km
Z=(X2+R2) 0.5
=(0.268 72 + 0.054 692) 0.5
=0.274 2 Ω
100 m 長(zhǎng)滑觸線 1 000 A 下的阻抗壓降(線電壓):
△U=Z×I×L×30.5
=0.274 2×1 000×0.1×30.5=47.45 V
所得出的阻抗壓降遠(yuǎn)大于電阻壓降(9.47 V) 。
△U%=47.45÷400=11.86將計(jì)算結(jié)果與表中的數(shù)據(jù)對(duì)比,表中所列數(shù)據(jù)與計(jì)算所得到的結(jié)果吻合。此外,相間距離 h 減小可以降低阻抗和阻抗壓降,但因受集電器高度、瓷瓶高度限制,不可隨意縮小。表中, JGH-85 滑觸線和 JGH-320 滑觸線在 1 000 A-100 m(滑觸線的實(shí)際運(yùn)行電流 -長(zhǎng)度)的線路壓降分別為 18%和 11.86%,截面積增加了近 3 倍,壓降僅下降 34%,說明僅靠增大滑觸線截面積降低壓降是不合適的。