客運專線轉轍機外殼接地線的探討

摘 要：為了有效防止牽引回流對信號設備的損害，保護客運專線信號系統設備的正常運行，客運專線轉換設備金屬外殼須做到可靠接地。本文簡要的分析了電氣化區段的交流轉換設備外殼采取接地線的一些要求及基本的防護措施。

關鍵詞：客運專線 交流轉轍機 接地

中圖分類號：U231.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0109-01

近年來，隨著中國鐵路的高速發展，一條條客運專線的建成，由于客運專線的高速度問題，轉轍機作為道岔轉換的驅動設備，體現出了它處于整個信號控制系統中的關鍵作用，在列車高速運行通過道岔區段時，其能否可靠、安全、穩定工作，將直接影響整個運輸系統的運營安全和運輸效率。因此，在電氣化區段為防止牽引回流不暢對室外信號設備造成影響，根據《鐵路信號設計規范》的規定，需對室外交流轉轍機金屬外殼可靠接地。

1 轉轍機外殼接地基本要求

在現代高速鐵路建設中，信號轉換系統大量使用了交流轉轍機，尤其是運用在客運專線上，通常一組道岔一般由5臺、6臺甚至12臺轉轍機構成。其安裝方式一般通過角鋼安裝在鋼軌上，為了保證交流轉轍機與鋼軌之間的絕緣，通常在角鋼與軌道間設置絕緣墊片與鋼軌保持絕緣。

針對供電系統的牽引電流漏泄、軌電位升高不足，為了保證檢修人員的安全，根據TB10007-2006《鐵路信號設計規范》中的規定，“室外信號設備的金屬箱盒、殼體應接地”，如果按照這個規范中的規定，則需要我們對電氣化區段交流轉轍機的金屬外殼采取接地防護措施。

2 轉轍機外殼接地具體方案

電氣化區段道岔交流轉換設備（S700K、ZDJ-9、ZYJ7轉轍機等）外殼接地，轉換設備機殼上設接地端子，經引接線就近與貫通地線（輔助地線）連接，無貫通地線的設置專用的接地體。

（1）設置一根50 mm2的分支地線，分支地線與綜合接地端子或貫通地線連接，其長度以現場實際測量為準。分支地線與綜合接地端子間小于5 m時，可以采用栓接方式與就近的綜合接地端子連接，大于5 m、并有貫通地線時，可以采用“T”形壓接連接。（2）分支地線盡量分設在靠近線路的電纜槽外，如站前硬面化已經做完，可以放置在外側電力槽內。如放在信號電纜槽內時，還應將地線與信號電纜用磚或沙石進行物理隔離。（3）從轉轍機連接到分支地線為并聯方式，并聯地線為50 mm2。并聯地線與分支地線采用“T”形連接方式。（4）并聯地線與轉轍機則應采用栓接方式，其端頭采用壓接，并用熱縮管封端。（5）轉轍機接地端盡量用在遠離列車16100b6609fae51849ba27fbae0ba758正向方面，其中，對于外殼預留接地端子轉轍機（如S700K），引接線壓接鼻環，線鼻環為銅，M16，與接地端子相連，對于外殼未預留接地端子轉轍機（如ZDJ-9、ZYJ7等），引接線壓接線鼻環，與轉轍機的護管固定螺栓相連。

引接線與地線以及貫通地線均采用銅質“C”形壓接件進行“T”形方式壓接，壓接壓力不小于120 kN。銅質“C”形壓接件的機械性能和化學成分應滿足國家標準的相關規定，其最小厚度、寬度應滿足下列圖表要求。（見表1，圖1）

已敷設貫通地線的電氣化區段車站，轉換設備的接地線應就近與貫通地線連接，沒有貫通地線的電氣化區段的車站，可埋設專用地線或者設置接地體，當引接線長度超過50 m或者施工困難區段，可敷設輔助地線、專用地線或者設置接地體。轉換設備接地線應就近與輔助地線、專用地線或者接地體連接，連接部位應有防腐措施，貫通地線（輔助地線）、專用地線、單獨接地體相互之間的直線距離不得小于20 m，采用接地體方式的接地電阻值應不大于10 Ω（一般在轉換設備接地端子上測量）。接地體可以采用尺寸不小于50×50×5（mm）的熱鍍鋅角鋼，地質條件差的區段還可以采用石墨、鋼包銅、銅材或者采取深埋接地體、設置外延接地體、添加環保型降阻劑等新型材料及措施。

3 轉轍機外殼接地問題分析

在電氣化區段，當供電分區沒有車輛運行時，牽引點直流系統運行正常，則鋼軌的對地電位為零。當供電分區有車運行時，鋼軌中流過牽引負荷電流，造成鋼軌對地電位的升高（正值或負值）。DC1500V牽引供電系統是以鋼軌為回流通路的直流牽引供電系統，由于鋼軌與大地之間不是絕緣的，即使采用了絕緣措施，由于運營環境（如道床表面臟污、導電粉塵覆蓋、積水等）和其他方面的的理由，鋼軌很難完全絕緣于道床結構。由于牽引電流的漏泄，牽引電流會通過鋼軌、轉轍裝置、終端盒、地線流經大地到牽引變電所。當然，在最初道岔絕緣部件絕緣性能較好的時候，該漏泄牽引電流極小，引起的發熱也極小，從而保證設備能正常工作。但是，隨著運行時間的增加，由于牽引電流的長期影響，轉轍裝置的絕緣管墊性能逐步弱化，流過轉轍裝置的漏泄牽引電流隨時間增加進一步增大，該漏泄電流增大的過程也加速絕緣管墊絕緣性能變差，從而使該漏泄電流增大的過程加速，這是一個兩者互相推動、彼此強化的過程。隨著這個過程的加速進行，漏泄牽引電流越來越大，使設備發熱也越來越嚴重，最終，導致燒壞設備配線或者道岔表示二極管。

運營中，交流轉轍機外殼接地確有造成設備發熱的嚴重，導致故障發生的不足。因此，我們考慮：可以取消連接終端盒和轉轍機之間的鋼絲內護套橡膠管，從而改用絕緣橡膠管，將轉轍設備和地線隔離，使漏泄的牽引電流不走轉轍裝置，由其他電阻更小的地方流過，從而弱化牽引電流對轉轍裝置的影響。

維修時，盡量利用接觸網停電時間檢修；若接觸網無法停電或臨時搶修，采用將轉轍機安裝裝置和雜散電流收集網，用連接線臨時連接的方式，使漏泄牽引電流經雜散電流收集網到牽引變電站，從而保證人身安全，檢修完畢，即拆除該連接線。

4 結語

關于電氣化區段交流轉轍機外殼接地、不接地，相信各有利弊。本文則重點想從接地后有利的一面分析、討論，盡管因為轉轍機外殼接地后曾經引起過故障或者事故，但是我相信，通過日常詳細的計劃安排以及恰當的檢查分析，那些不利因素是可以避免的。從而，利用連接接地線，有效的防止牽引回流對客運專線信號設備的損害，保護客運專線信號系統設備的正常運行。