回流線是為防止單相接地故障電流形成的磁場對外界產生嚴重影響而沿電纜線路平行敷設一根阻抗較低并兩端接地的絕緣導線,回流線又稱屏蔽導體。金屬護層單點接地的電纜線路在單相短路故障時,短路電流以大地為回路,護層感應電壓很高,增加回流線后,回路電流不經過大地而經回流線返回。回流線的存在使單相接地時外護層絕緣及過電壓限制器所受工頻過電壓與地網電勢無關,且通過回流線的磁通量抵消了一部分電纜芯線接地電流所產生的磁通,從而降低護層感應電壓。
軌道是供電回流通路中極為重要的一部分,回流線起著連接鋼軌和牽引變電站負極的作用,是軟硬材料的分界點,也是供電和接觸軌系統的分界點,同時也是較少迷流(泄漏到土壤介質中的雜散電流)的重要環節。回流線可以讓部分電流經回流線流回牽引變電站,增加對鄰近通信線路的屏蔽效果,降低牽引網阻抗,從而提高供電臂末端電壓,同時也能減少迷流(泄漏到土壤介質中的雜散電流),從而減慢埋地的管線、接地網等金屬部分的腐蝕速度。回流線一般采用多股銅芯軟線,截面多為150mm2或185mm2。
在實際運行中,回流線被盜的現象特別嚴重。回流線是電氣化鐵路供電回路的重要組成部分,一旦被盜剪或脫落,就會造成回流不暢,故障測距困難、誤差增大,尤其是電力機車通過斷線附近時,達200A的電流將通過大地回流,給設備安全和人身安全構成極大危害,另外回流線斷頭垂在半空或線路上,易短接供電線路,引起跳閘,燒壞接觸網設備;在列車通過時,易被絞進車體,將會發生列車顛覆的重大事故,造成電氣化鐵路大面積故障,嚴重危害旅客的人身及財產安全和貨物運輸安全,給鐵路造成不可估量的損失。
作用
在金屬護套一端接地的電纜線路中,為確清水套中的感應電壓不超過允許標準,必須安裝一條沿電纜線路平行敷設的導體,且導體的兩端要接地,這種導體稱為回流線。
金屬護層單點接地的電纜線路在單相短路故障時,短路電流以大地為回路,護層感應電壓很高,增加回流線后,回路電流不經過大地而經回流線返回。回流線的存在使單相接地時外護層絕緣及過電壓限制器所受工頻過電壓與地網電勢無關,且通過回流線的磁通量抵消了一部分電纜芯線接地電流所產生的磁通,從而降低護層感應電壓。
選型規范
根據相關標準的規定,交流系統110kV及以上單芯電纜金屬層單點直接接地,下列任一情況下,應沿電纜鄰近設置平行回流線:(1)系統短路時電纜金屬層產生的工頻感應電壓,超過電纜護層絕緣耐受強度或護層電壓限制器的工頻耐壓;(2)需抑制電纜鄰近弱電線路的電氣干擾強度。
回流線的選擇與設置,應符合下列規定:(1)回流線的阻抗與其兩端接地電阻,應達到抑制電纜金屬層工頻感應過電壓,并應使其截面滿足最大暫態電流作用下的熱穩定要求;(2)回流線的排列配置方式,應保證電纜運行時在回流線上產生的損耗最小;(3)電纜線路任一終端設置在發電廠、變電所時,回流線應與電源中性線接地的接地網連通。
接地回流線的截面應通過熱穩定計算確定,并能夠在電纜發生哲態過程或者故障時通過感應電流。回流線的阻抗及其兩端接地電阻,宜與系統內最大零序電流和回流線上感應電壓允許值相匹配。為防止腐蝕,接地回流線應當有絕緣層.為了減少在接地回流線上的環流和損耗,如果電纜不換位,那么接地回流線應當考慮換位。
應用
在工程設計中,對于單點接地電纜線路,設計人員一般均沿線布設回流線。但很少會計算是否需要抑制金屬護層感應電壓或對鄰近弱電線路的干擾。當多回電纜并行敷設時,設計人員往往習慣性地給每回電纜都布設1根回流線。回流線兩端接地,不與高壓部分連接。在實際運行中,回流線被盜的現象特別嚴重。當回流線被盜后,無論回流線是否真的有必要,一般仍會補設。
敷設方式
單相接地故障電流以回流線為回路后,既減小了金屬護層的感抗,又排除了地網接地電阻的影響。為了盡量減小的數值,應將回流線布置得離電纜的距離越小越好。但三根電纜發生單相接地故障的幾率相等,因此應與三根電纜的距離相同。而且,在正常運行時,要求回流線中不要產生感應電流以免產生歐姆損耗,所以在正常運行時回流線上的感應電壓要求盡量為零.
在工程應用中,回流線的敷設方式有兩種方式。一種為平行布置,在敷設時較容易實施,但在正常運行時回流線上也會產生感應電壓,另一種采用如圖1所示的布置(三七開)。在正常運行時,要求回流線中不要產生感應電流,以免產生歐姆損耗,所以在正常運行時回流線上的感應電壓要求為零。為達到上述目的,回流線一般采用此種布置方式。
接地方式
(1)單端接地方式:當電纜線路(護層接地方式:一端接地另一端帶護層保器)發生單相接地短路故障時,接地短路電流可以通過回流線流回系統中性點,由于通過回流線的接地電流產生的磁通量抵消了一部分電纜導線接地電流磁通,因而裝設回流線后可降低短路故障時的護套感應電壓,回流線可以保護電纜非金屬外護套絕緣。
(2)交叉互聯系統接地方式:在較長的單芯電纜線路中,使用絕緣接頭將電纜金屬護套屏蔽層均勻地分割成三段或三的倍數段,使每段金屬護套的感應電壓限制在不影響人身和設備的安全值內。將每三段長度相等的電纜組成一個換位段,其中有兩套絕緣接頭,在每套絕緣接頭中,依次將一相接頭絕緣隔板一側金屬護套和另一相接頭絕緣隔板另一側金屬護套相互連接的方法,稱為交叉互聯。
被盜與防盜
被盜的原因
回流線被盜的原因主要有以下三點:
第一,為了更好地保護電纜非金屬外護套絕緣,回流線的選材主要是帶絕緣層的銅芯電纜。許多偷取回流線的人就是知道銅的回收利潤高,于是對銅的價值垂涎三尺,即使是冒著帶電的生命危險也要想方設法把銅導線取下來當廢品回收。
第二,在電纜線路正常運行的情況下,回流線上流經的零序電流很小,對人體不至于構成生命威脅,給盜竊電力設施的人增添了犯罪勇氣。
第三,回流線安裝的位置不夠隱蔽,往往暴露于外,讓盜竊電力設施的人更加得心應手。
防盜保護
1.運行電纜溝回流線防盜措施:
(1)每隔一小段距離增加不銹鋼膨脹螺絲,并用專用夾固定回流線;(2)在每個檢修工井處增加沙包分隔墻。(3)并在沙包分隔墻的電纜蓋板上方用水泥砂漿封堵。
2.對新建電纜工程的要求:
(1)對有回流線新建電纜工程,盡可能地采用填充沙進行保護,對不能充沙防盜的電纜溝,建議將回流線預埋到電纜溝體表面,使回流線不外露。另一方面,我們還可以在電纜場中通過取消接地保護箱、縮短接地電纜的長度、提升接地電纜的安裝高度、改良接地電纜的安裝位置等方式,盡量打消電力設施盜竊分子的犯罪念頭;(2)對有回流線新建電纜工程,建議回流線材質更換成熱鍍鋅圓鋼、鋁絞線(外表擠包 PE 層),但替代材質的截面積應滿足短路電流熱穩定的要求;(3)電纜工程設計時,充分考慮電纜線路采用段長相等的交叉互聯正三角形排列,或者采用交叉互聯與單端接地相結合的方式。
3.加大巡視力度,確保巡視質量:(1)由于盜竊回流線多采取容易下手的地方,如電纜溝蓋板、沙井蓋,因此電纜運維人員在巡視時應留意相關電纜設施、設備的變動情況,并及時做好變動記錄,對被挪動或撬開的蓋板或沙井蓋應到電纜溝里面去檢查電纜附屬設備的完整性和完好性;(2)新線路投運后,要分別記錄電纜線路空載運行與帶負荷兩種情況下的環流值并進行比較。
參考資料 >
回流線.電知網.2024-03-25
軌道交通回流線的焊接.嘉興嘉合電力設備有限公司.2024-03-25
京廣線上瘋狂行竊 盜匪先被電擊后入牢房.中國法院網.2024-03-25