朔黃線信號電纜接地電流較高的探討與處理

王洪濤

摘要：針對朔黃線電力重載牽引回流較高、影響信號設備正常工作的情況，對降低信號電纜屏蔽層的電流進行了探討，提出了合理地處理方案。

關鍵詞：朔黃線 重載牽引 信號電纜 接地電流 單端接地

探討與處理

0 引言

朔黃線采用的電力牽引符合低能耗、低污染的要求，是理想的牽引動力，由于行車高密度、重載牽引，牽引電流較高。因此，這一牽引動力對信號電纜而言，也是一個干擾源。有效降低電纜屏蔽層接地電流，能更有效的服務于生產。

1 信號電纜屏蔽層接地電流產生的原因

1.1 朔黃鐵路牽引回流原理

朔黃鐵路采用27.5KV電源向接觸網送電，在接觸網支柱上架設了一條與鋼軌并聯的導體，稱其為回流線。朔黃鐵路區間采用UM71無絕緣軌道電路，信號點、分割點裝有空心線圈SVA，空心線圈SVA設在電氣絕緣節中部與兩條鋼軌相連，上、下行空心線圈SVA中心點做等位連接后，通過專用地線與大地連接，每個信號點的空心線圈SVA的中心點還通過吸上線與回流線接通；朔黃鐵路站內采用25HZ軌道電路，軌道電路送、受電端裝有扼流變壓器，扼流變壓器的牽引線圈與兩條鋼軌連接，扼流變壓器設有中心點，牽引電流回歸系統的不平衡系數在此降低，扼流變壓器的中心連接板與相鄰扼流變壓器中心點連接（為防止牽引電流形成閉環，個別處所斷開），最后與空扼流變壓器中心點連接，空扼流變壓器中心點連接吸上線，吸上線再與回流線接通。現以朔黃線定州西站變電所供電為例，說明電力機車在自閉區間及站內的運行回流，定州西站變電所采用SSF-1-QY變壓器由高壓110KV變為27.5KV向管轄的定州東站-定州西站-新曲站-行唐站間接觸網送電，電力機車通過受電弓與接觸網27.5KV電源接觸，27.5KV電源經過機車內的主變壓器，再通過機車輪對到達兩條鋼軌，兩條鋼軌的牽引電流經過空心線圈SVA平衡后，通過中心點一方面經過專用地線入地，另一方面經吸上線、回流線回到變電所。站內牽引電流原理與區間相同，只是空心線圈SVA由扼流變壓器取代。

1.2 信號電纜屏蔽層對地電流產生的原因

朔黃線高密度、重載牽引，使牽引電流高達數百安培，對信號電纜的干擾加大，（擴能改造后的車站扼流變壓器已采用1000A、1600A）這些干擾主要是牽引網系統的感性、容性耦合對信息傳輸電纜的干擾、運行中的電力機車的電動力系統對軌道電路的感應性干擾。為防止這些干擾，區間、站內采用了屏蔽電纜，它的屏蔽層由鋼帶和鋁護套完成，但電纜屏蔽層對地又產生了電壓、電流。

2 信號電纜屏蔽層接地電流的測試方法

電化區段信號電纜屏蔽層接地電流的標準目前尚無明確規定，但這個電流過大，會影響自動閉塞和站內設備的運行安全：一是電纜芯線所組成電路的技術參數發生變化，二是造成信號設備錯誤動作，三是電纜屏蔽層接地電路本身容易發生隱患。2005年12月朔黃鐵路定州西站發現該站至定州東和新曲站兩區間全部紅燈，區間設備熔絲熔斷，區間電纜屏蔽層接地部位在機械室燒損，經搶修于次日3點25分恢復正常運行，影響行車4小時35分。經分析認定事故原因是室內自動閉塞電纜屏蔽層接地不良，因屏蔽層對地電流過大，電纜鋁護套感應電壓與地線連接線放電形成火花，導致電纜芯線短路，造成自動閉塞設備癱瘓。所以應定期對電化區段信號電纜屏蔽層接地電流進行測試檢查，現就接地電流的測試方法介紹如下：

2.1 傳統測試法

朔黃線既有區間信號點、分割點、電纜屏蔽層都通過引接線接入匯流板，信號地線也由自身的引接線接入匯流板，信號機械室所有區間電纜屏蔽層也通過自身引接線接入匯流板后再接入地線；站內電纜屏蔽層也是室外多處接地，信號機械室集中接地。傳統測試法就是分別在信號機械室以及區間信號點、分割點等處用卡流表卡住區間或站內全部電纜屏蔽層引接線或接地線進行測試。這種測試方法的優點是便于操作，測試速度快，缺點是它測試的電流，與實際電流差別較大，維修人員只能通過對比的方法粗略判斷信號機械室區間、站內以及每個信號點、分割點等處電纜屏蔽層對地電流的大小。

2.2 實流測試法

顧名思義就是對區間、站內電纜屏蔽層接地的實際電流進行測試。測試的方法是斷開電纜屏蔽層接地電路，在匯流板處拆下地線引接線，串接12V25W燈泡和萬用表（電流檔位），觀察燈泡是否發光，以及發光程度，并記錄萬用表電流數值。這種測試方法的優點是測試數據準確，缺點是手續煩瑣，不易操作。

在通常情況下，現場使用第1種方法對站內、區間電纜屏蔽層接地電流進行測試，如果發現測試電流較大，就改用第2種方法測試，以便準確掌握它的實際電流。

3 降低信號電纜屏蔽層接地電流的實踐與探討

3.1 擴能改造車站的信號電纜屏蔽層實行分段單端接地

3.1.1 信號電纜屏蔽層實行分段單端接地降低屏蔽層接地電流的原理。傳統的信號電纜屏蔽層接地方式主要有兩種：一是進入信號機械室的電纜屏蔽層在機械室內與環形地線裝置（綜合防雷地線）連接。室外設置貫通地線時，進入箱盒的干線電纜金屬鋁護套和鋼帶相互間順次連接或分別接向箱盒接地匯集端子后連接貫通地線；室外未設置貫通地線時，進入箱盒的干線電纜金屬鋁護套和鋼帶相互間順次連接或分別接向箱盒接地匯集端子，并在電纜始終端處連接屏蔽地線，這種方法的弊病是信號電纜屏蔽層接地電流易于匯集并通過地線形成閉環；二是電氣化區段或接地系統有較大干擾時，可只在機械室內單端接地，這種做法接地電流雖然不能形成閉環，但電纜長度很大，接地電流仍匯集于機械室入地，如果實行分段單端接地，就克服了以上兩種弊端，降低了電纜屏蔽層對地電流。

3.1.2 信號電纜屏蔽層實行分段單端接地試行的基本方式。為降低信號電纜屏蔽層對地電流，我們在朔黃線定州西站擴能改造施工中，室外電纜屏蔽層進行了分段單端接地方式的試驗，開通后對機械室電纜屏蔽層對地電流進行了對比測試，對地電流減少30%，具體做法如下圖所示：

3.2 科學地進行信號電纜屏蔽層接地

朔黃鐵路既有站內、區間電纜屏蔽層采用了傳統的電纜屏蔽層接續和多處接地法，它的缺陷是屏蔽層電流容易向信號機械室（接觸網配電室）集中，造成信號機械室電纜屏蔽層對地電流增大，建議屏蔽層對地電流較大的車站，分別在上、下行咽喉的進站口和進站口至最遠端區間電纜的中段將屏蔽層斷開，使信號電纜屏蔽層分段接地，設斷開的方法是：在以上兩處所將全部信號電纜屏蔽層斷開300mm，鋁護套斷開后，電纜芯線作相應的熱縮防護。

3.3 加強地線整治，提高電纜屏蔽層接地能力

3.3.1 朔黃線既有信號電纜屏蔽層是通過信號點、分割點、站內和信號機械室的屏蔽地線接地的，這些地線的質量直接影響著屏蔽層對地電流的暢通，提高地線接地質量，就是使區間電纜屏蔽層接地電流快速地流向大地。近年來我們對不良地線采取“深埋、并聯接地體，銅鐵焊接、添加降阻劑”等技術措施，使地線接地阻值全部達到10Ω以下，提高了電纜屏蔽層接地能力；

3.3.2 有條件的車站、區間埋設50mm2或70mm2環保型貫通地線銅纜，信號電纜屏蔽層通過16mm2多股銅線與貫通地線引接，從根本上提高地線的接地能力。

3.4 整治電纜屏蔽層接地配線，消滅配線虛接

電纜屏蔽層接地配線發生虛接現象，接地電流較大時，就會產生打火拉弧現象。我們對電纜屏蔽層引接線采取了加焊措施，對回流板接線端子采取雙母緊固、點白油漆防松等措施，消滅了配線虛接的隱患。

3.5 縮短吸上線間隔距離，提高機車運行回流率

朔黃鐵路既有區間設備約每2Km設1個信號點，在信號點處設吸上線，機車在閉塞分區的中部分割點牽引時，牽引電流一方面通過鋼軌由分割點空心線圈SVA的中心點流向大地，另一方面電流還要由鋼軌繼續傳輸到信號點，經吸上線流回變電所。朔黃線開行萬噸列車后，牽引電流增大，為減少機車運行回流的傳輸距離，建議縮短吸上線間隔距離，增大回流率。

3.6 新建信號機械室在規劃選址時應考慮與變電所的距離 朔黃線定西站信號樓距離變電所距離只有50m左右，該站電纜屏蔽層對地電流明顯高于其它車站，這時因為變電所、信號機械室周圍的接觸網支柱、站內吸上線多，在站臺上還有避雷架空線接地極，在變電所也有不少網電接地極，這些接地極形成了龐大的接地網，當大電流通過這個接地網時，引起的地電位升高，它對信號電纜屏蔽層感應加大，因而接地電流增高，在有條件的新建車站，信號樓規劃選址時應考慮與變電所的距離。不能遠離時，一般不小于500m。

3.7 信號電纜屏蔽層接地電流測試納入日常管理

維護人員應當定期對信號電纜屏蔽層對地電流進行測試，做到規范化、制度化，電纜屏蔽層接地電流的測試一般每季一次，屏蔽層對地電流較大時應每月進行一次，以掌握其對地電流的變化規律，為降低對地電流提供技術數據。

4 結束語

牽引電流對信號電纜的干擾和影響還有很多外部環境的因素。因此，我們在工作實踐中要做到細心、精心地發現問題，從而正確地處理問題。

參考文獻：

[1]現代鐵路信號技術.西南交大出版社，2001年.

[2]電氣化鐵路信號工程與維修.中國鐵道出版社，2001年.

[3]網電工.北京鐵路電氣化學校.

[4]鐵路信號抗牽引電流干擾.太原鐵路干部培訓中心.