行車(chē)滑觸線壓降值計(jì)算

  在對(duì)于行車(chē)滑觸線進(jìn)行更新?lián)Q代時(shí)，一般需要經(jīng)過(guò) 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(lèi)線路單股銅線大于6mm2；（3）長(zhǎng)期通過(guò)的電流應(yīng)滿(mǎn)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(kāi)關(guān)到滑觸線末端，壓降不得超過(guò)

12%，否則將影響行車(chē)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 V

320 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 V

320 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(lèi)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(méi)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/m

LB=［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(shuō)明僅靠增大滑觸線截面積降低壓降是不合適的。