京廣高鐵牽引供電電纜的敷設施工及接地方式類型和選用

齊超杰

摘 要：我國高速鐵路和客運專線建設的快速發展，因受外部環境及地形的影響，高速鐵路牽引供電單芯電纜使用越來越普遍，根據電纜故障產生的原因，對高速鐵路牽引供電單芯電纜敷設施工及接地方式進行探討，鐵路供電電纜在所亭一般采用電纜溝，區間主要采取直埋敷設；電纜接地一般采用電纜鎧裝一端直接接地，另一端通過護層保護器接地的接地方式。

關鍵詞：高速鐵路；牽引供電；單芯電纜；電纜鎧裝；接地

中圖分類號： U227 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）20-67-2

1 牽引供電電纜故障的主要原因

牽引供電電纜故障主要原因大致分為電纜本體原因、施工質量原因、外部環境影響三大類，根據京廣高鐵開通運營來的經驗，牽引供電電纜故障主要由施工質量引起的，主要體現在牽引供電電纜施工造成牽引供電電纜本體絕緣護套損傷、金屬鎧裝損壞變形、接地不滿足要求、電纜終端病態運行等。

外圍環境施工可能對牽引供電電纜造成損傷，外部施工引起的牽引供電電纜故障不易短時恢復，對行車和運輸組織造成嚴重的干擾。

2 牽引供電電纜敷設施工工藝的探討

高速鐵路供電電纜一般用于變電所GIS柜至高速鐵路上網點間的供電線或者受外部環境影響AT供電方式中的正饋線。牽引供電電纜敷設區段外部環境相對較差，施工及維護較困難，因此，牽引供電電纜運營前的敷設及安裝顯得尤其重要。高速鐵路牽引供電單芯電纜、電力電纜的敷設要符合《電力工程電纜設計規范》的要求，牽引供電電纜應滿足運營要求，便于日常檢修及維護。

①由于高速鐵路牽引供電電纜為交流系統單芯電纜，牽引供電電纜鎧裝層應采用非磁性的鎧裝層，目前高鐵大多采用的是鋁或者鋁合金材質。牽引供電電纜上網點固定也應采用非磁性材質的抱箍等固定方式，防止牽引供電電纜內部形成渦流，損傷電纜。②由于牽引供電電纜鎧裝層大多采用鋁或鋁合金材質，抗外力破壞能力較差，牽引供電電纜宜采用整體澆筑式電纜溝槽敷設，對于同溝敷設的牽引供電電纜間距應該符合設計規范的要求，牽引供電電纜間一般采用磚塊或混凝土隔離板進行隔離，避免一條牽引供電電纜擊穿故障時，損傷相鄰電纜。③京廣高鐵供電電纜大多采用直埋方式進行敷設，這就要求對牽引供電電纜施工環境及牽引供電電纜填埋過程進行重點盯控。由于牽引供電電纜直埋后，出現故障不便于查找，建議長大牽引供電電纜安裝電纜分支箱，盡量避免運用中間接頭直接進行埋設，牽引供電電纜終端作為電纜日常運營管理中的薄弱環節，應加強監控。④牽引供電電纜在敷設過程中嚴禁用機械拖拽電纜，防止造成牽引供電電纜外護套及鎧裝層損傷，埋下安全隱患，對于直埋區段的牽引供電電纜應逐根進行隔離，敷設后應及時在牽引供電電纜四周填充沙土后填埋電纜溝，避免直埋牽引供電電纜受到機械性損傷、化學作用、地下電流、振動、熱影響、腐蝕物質、蟲鼠等危害。⑤牽引供電電纜在穿越鐵路、公路等需穿管敷設的，牽引供電電纜宜采用單根單管敷設，牽引供電電纜保護管宜采用阻燃、抗腐蝕、非磁性材質的管道。⑥牽引供電電纜埋設深度用滿足設計規范的要求，牽引供電電纜轉彎處、中間電纜接頭處，穿過建筑墻體處、過軌過道兩旁及電纜路徑上方等均應埋設電纜標樁或永久性標識，防止大型機械碾壓，對電纜造成損傷，構成安全隱患，最終導致電纜故障。⑦高速鐵路高速鐵路牽引供電單芯電纜線徑較大，且牽引供電電纜主絕緣及鎧裝層在彎曲過程中宜造成損傷，在牽引供電電纜敷設過程中彎曲半徑應大于電纜外徑的 20 倍。⑧高壓電纜終端（中間頭）是牽引供電電纜運行中的薄弱環節，大部分牽引供電電纜故障點都在電纜終端。牽引供電電纜終端安裝過程中要遵守施工安裝規程，嚴格把控施工工藝，避免因制作原因導致電纜擊穿。⑨制作牽引供電電纜終端時，引出的牽引供電電纜鎧裝裸露接地層導線應分別做防水、絕緣包纏和絕緣綁扎固定處理，牽引供電電纜中間接頭應水平放置安裝，牽引供電電纜終端安裝及固定不應處于受力狀態。

3 牽引供電電纜鎧裝的接地方式

3.1 牽引供電電纜鎧裝兩端直接接地

牽引供電電纜鎧裝兩端不經過任何保護裝置直接接地，該方式日常維護量小，在電力三芯電纜中常常采用，但在單芯電纜電纜鎧裝接地中很少采用，避免牽引供電電纜鎧裝層形成環流，損傷電纜。（如圖1）

3.2 牽引供電電纜鎧裝一端直接接地，另一端通過護層保護器接地（如圖2）

牽引供電電纜長度較短，牽引供電電纜鎧裝一般采用一端直接接地，另一端通過護層保護器接地。裝設護層保護器端正常情況下對地絕緣，當牽引供電電纜鎧裝層出現過電壓時，保護器接地，可以有效的減少和消除環流，確保供電電纜運行安全。

3.3 牽引供電電纜鎧裝中間接地

牽引供電電纜鎧裝中間接地。牽引供電電纜兩端通過護層保護器接地（如圖3）。

這種連接方式在鐵路供電中不常用。

3.4 牽引供電電纜鎧裝交叉互聯接地

當牽引供電電纜較長時，一般采用交叉互聯的方式接地，通過將電纜三等分，每段間加裝絕緣接頭，牽引供電電纜鎧裝在絕緣接頭處引出，并經過互聯箱交叉互聯后，通過護層保護器接地，牽引供電電纜本體兩端直接接地。這種連接方式主要運用于國家電網三相電源單芯電纜敷設。（如圖4）

高速鐵路供電電流較大，單芯電纜電纜鎧裝會產生較大感應電壓，因此，牽引供電電纜鎧裝需采用接地防護措施，以此來消除感應電壓。根據高速鐵路牽引供電單芯電纜特點，高速鐵路常采用一端接地，一端接護層保護器的接地方式。

4 結束語

由于牽引供電電纜前期投資大，一旦發生故障，難于及時發現故障點，宜造成故障影響擴大化，以前高速鐵路供電很少采用高速鐵路牽引供電單芯電纜。由于高速鐵路新線建設，這幾年高速鐵路普遍使用單芯電纜供電，鐵路運營單位要不斷在日常檢修維護中總結經驗，配備必要的檢修工具，加強新建線路牽引供電電纜敷設過程中的配合工作，不斷探索牽引供電電纜敷設安裝和運營維護中的新工藝，新標準，確保為供電設備安全平穩的供電。