Почему на воздушных линиях электропередач разрешено напряжение выше, чем на третьих рельсах скоростных железных дорог?

Надеюсь, этот вопрос актуален для этого сайта.

В городе, в котором я живу (Ченнаи, Индия), несколько лет назад появилась линия скоростного метро, ​​в которой для питания поездов используется воздушная электрификация 25 кВ, 50 Гц переменного тока. Я также знаю, что несколько других скоростных поездов по всему миру иногда используют другой метод питания поездов, называемый «третьим рельсом», когда сплошной рельс замыкает землю, по которой проходит напряжение постоянного тока 700–1000 В для питания поездов.

Проводя некоторые исследования, я прочитал, что воздушные линии могут иметь высокое напряжение, поскольку они расположены высоко над землей и, таким образом, не образуют дуги на землю из-за емкости и абсолютной величины переменного напряжения. Это, кажется, причина, по которой третьи рельсы используют такие толстые рельсы, чтобы нести большой ток с такими более низкими напряжениями, чтобы выдавать ту же мощность, что и верхний рельс.

Теперь в скоростном транспорте в моем городе есть несколько надземных и подземных участков. Надземные секции имеют контактную сеть для воздушной электрификации, а подземные части имеют сплошной металлический стержень, прикрепленный к верхней части круглого туннеля. Изображение туннеля этого скоростного транспорта на перекрестке здесь:

введите описание изображения здесь

Теперь, поскольку туннель находится под землей, земля окружает туннель со всех сторон, в том числе и вверх. Не возникнет ли здесь та же проблема третьего рельса, т. е . искрение на землю? Что препятствует дуге переменного тока 25 кВ на потолке (фактически это земля, так что это более или менее похоже на заземление).

Может кто-нибудь, пожалуйста, помогите мне понять, что мне здесь не хватает?

Редактировать: еще одно актуальное изображение самого туннеля для зрителя.введите описание изображения здесь

Вы уверены, что это ВЛ 25 кВ, а не просто такая же электросистема, как 3-й рельс или какая-то промежуточная? Если они имеют более высокое напряжение, обратите внимание, что расстояние намного больше, чем у 3-го рельса, учтите, что он не будет так легко погружаться в воду, на нем будет мусор, под ним бегают крысы или путевые рабочие, идущие рядом с ним. Вы, вероятно, захотите спросить кого-то, кто знает систему на местах, во многих транспортных системах есть сообщества энтузиастов с большим количеством собранных знаний.
@ChrisStratton Я на 100% уверен, что это действительно линии 25 кВ 50 Гц, я читал таблички «опасность» на опорах контактной сети (на возвышенных участках), а также статья в Википедии подтверждает это . Кроме того, редко встречаются крысы и мусор, поскольку подземные участки этого конкретного скоростного транспорта имеют стеклянные двери во всю высоту платформы, поэтому никто не может получить доступ к путям.
... Хотя, кажется, это возможно.
Что такое третий рельс?
@DKNguyen Третий рельс — это дополнительный рельс на железной дороге, по которому проходят электровозы. Он расположен между двумя обычными рельсами.
@ Очаг о. Я всегда предполагал, что для этого используется обычная железная дорога.
@DKNguyen обычная рельса используется для земной стороны. Но в отличие от модели железной дороги, где разумно изолировать рельсы друг от друга и колеса от осей, они не используют рельсы для обеспечения обеих сторон цепи. Третий рельс на самом деле не несет никакой механической нагрузки, кроме собственного веса и контактного давления башмака с верхним или нижним ходом.

Ответы (1)

Согласно ответам на этот вопрос :

Напряжение пробоя воздуха значительно меняется из-за изменений влажности, давления и температуры. Тем не менее, приблизительный ориентир - это 1 кВ на миллиметр .

Таким образом, ваши воздушные стержни 25 кВ будут располагаться на достаточном расстоянии от потолка минимум на 25 мм / 1 дюйм; похоже, у них в несколько раз больше.

Основная причина использования более низких напряжений в системах 3-го рельса, вероятно, заключается в размере изоляторов для механической поддержки рельса. Изоляторы не являются свободным воздушным зазором; как объясняет ответ:

Градиент пробоя для пути утечки ниже, чем для зазора , поскольку грязь может скапливаться на поверхностях. Некоторая грязь сама по себе является частично проводящей, но многие вещи могут создавать пути утечки после впитывания некоторой влаги.

Ваша вторая фотография туннеля, кажется, показывает, что зазор от потолка намного меньше , чем путь утечки вдоль горизонтальных изоляторов. На изоляторах такого размера установить третью рейку было бы невозможно.

Безопасность линейного персонала на 3-м рельсе является фактором более низкого напряжения, но не единственным: прямой контакт с 3-м рельсом при напряжении менее 1 кВ может быть смертельным для человека.

При высоком напряжении безопасность может быть связана с близостью и градиентом поля, а не только с прямым контактом. Я действительно видел, как рабочие пути касались покрытия 3-го рельса под напряжением штанинами брюк, а пьяный нарушитель выжил, сидя на доске покрытия некоторое время назад.
Спасибо за ваш ответ, я только что проверил связанный вопрос и ответ. Одна вещь, которую я не понимаю: в связанном вопросе эти напряжения рассматриваются как постоянные. В ситуации с переменным током не нужно ли учитывать емкостные эффекты?
На детальном уровне да, но общий принцип остается прежним. Путь утечки и зазор различны для одного и того же напряжения, а размер и механическая прочность изолятора являются проблемой для третьего рельса, но в меньшей степени для воздушного провода.
Почему на воздушных линиях электропередач разрешено напряжение выше, чем на третьих рельсах скоростных железных дорог?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v