普速電氣化鐵路接觸網接地設計細節探討

苗青

摘要：隨著交通和國民經濟發展，電氣化鐵路的發展愈加迅猛，研究普速電氣化鐵路接觸網接地設計有助于促進電氣化鐵路穩定、安全運行。本文通過綜述簡單介紹普速電氣化鐵路接觸網的概念和特點，從不同的接觸網安裝形式和實際情入手，說明單腕臂、軟橫跨、硬橫跨、隧道內等不同安裝形式，探討基本原則和設計細節。

關鍵詞：普速電氣化鐵路；接觸網；接地設計細節；安全運行

電氣化鐵路在交通出行和經濟發展中的比重越來越大，其重要組成部分的接觸網為25kV帶電體，具有較高的運行條件，安裝設計不當會影響電氣化鐵路連續穩定運行，甚至可能造成安全事故。因此，需要通過設計將泄漏電流引向大地，從而消除安全隱患。

1 普速電氣化鐵路接觸網

時速是區分各鐵路的依據，普速鐵路時速控制在100-120公里，客車和貨車均可通行，占據了我國鐵路網的絕大部分份額，由于其廣泛性，因此必須做好相關安全防護設施。接觸網包括支柱與基礎、支持裝置和接觸懸掛三部分構成，各部分組成和作用不同，支柱與基礎部分可承受其他裝置的負荷并將接觸懸掛固定在要求的位置上，支持裝置可支持懸掛并將負載傳遞，接觸懸掛部分可為電力機車傳送電能。

2 普速電氣化鐵路接觸網接地設計細節探討

2.1隧道外單支撐腕臂柱設計

此部分設計分為三類，即成排支柱有回流線或保護線、成排支柱沒有有回流線或保護線、零散的腕臂柱，第一種在電氣化站場、區間較為常見，鋼柱安裝時需雙重絕緣，混凝土可選擇雙重絕緣或單重絕緣安裝，安裝方式類似，回流線或保護線部分由鋁絞線充當[1]，泄漏電流經由鋁絞線至牽引變電所集中接地，在鋼柱設置架空地線以集中接地，加強接地效果以確保人身安全；第二種在站場的牽出線、貨物線、機走線等部分常見，組成部分均采取單重絕緣安裝，以架空地線達到集中接地的目的，可通過鋼柱本體將泄漏電流傳至大地，也可將鍍鋅圓鋼作為混凝土柱上部與保護線底座接地連線材料，將其與架空地線相接，使泄漏電流由底座、接地連線、架空地線傳送于大地；第三種常見于電氣化站場，一般采用單獨接地的方式，可利用螺栓將鋼柱固定，泄漏電流由本體接至地極，也可以鍍鋅圓鋼接地連線材料，將泄漏電流由支柱引至接地極。

2.2軟橫跨設計

軟橫跨柱的設計也可根據回流線或保護線有無、鋼柱與混凝土柱的區別等分為三類，詳細介紹如下：

首先是成排軟橫跨柱有回流線或保護線設計。具有三種設計安裝辦法：①將雙重絕緣子放于鋼柱軟橫跨1、2#節點，鋼柱上絕緣安裝接線和架空地線以便于接地；②將單重絕緣子放于混凝土柱軟橫跨3、4#節點，混凝土柱上不絕緣安裝接線進行集中接地；③將雙重絕緣子放于混凝土柱軟橫跨上，安裝于3、4#節點[2]，方式與①中類似。

其次是成排軟橫跨柱沒有有回流線或保護線設計。這種設計常見于雙線電氣化站場連續跨軟橫跨或單線電氣化站場無回流、保護線部分，設計時不論是鋼柱還是混凝土柱，均統一采用單重絕緣安裝，以架空地線接地。

最后是零散軟橫跨柱設計。需采用單獨接地，方式與2.1中零散腕臂柱單獨接地方式相同。

2.3硬橫跨設計

硬橫跨安裝較為復雜，以支柱和安裝形式分為三類，設計細節如下：

首先是吊柱式硬橫跨接地設計。與腕臂柱類似，區別在于吊柱的金屬結構，設計須符合鋼柱標準，可將單重絕緣設計用于硬橫跨柱，吊柱上絕緣子也選擇單重絕緣型，鋼橫梁 - 架空地線 - 接地極成為泄漏電流的輸送途徑；也可將硬橫跨柱和吊柱上絕緣子均采用雙重絕緣，將接地跳線設置于主、副絕緣間，多采用鋁絞線，經橫梁支持絕緣子牽引，最終接地。

其次是懸索式硬橫跨接地設計。與軟橫跨相似，區別在于由橫梁替代橫承力索，在每個節點橫梁處增加絕緣子，以一或兩套常見，可將硬橫跨柱和橫梁處采用單重絕緣，也可均采用雙重絕緣，線路與吊柱式硬橫跨接地設計一致。

最后是零散硬橫跨設計。此情況在施工中非常少見，處理時需注意將不帶電的接觸網設備進行接地，接地極及接地線設置要考慮支柱類型。

2.4多線路腕臂設計

多線路腕臂接地時需確保硬橫跨接地，確定回流線或保護線是否存在，存在時安裝與鋼柱硬橫跨雙重絕緣安裝相同，不存在時與單重絕緣安裝相同。

2.5下錨安裝設計

2.5.1接觸網下錨及中錨

當下錨支柱上存在回流線或保護線時，以雙重絕緣安裝，多采用鋁絞線為接地跳線接入，；當不存在回流線或保護線時，采用單重絕緣；兩種類型安裝完成后，均將下錨拉線與設備底座相連接，以達到接地操作。

2.5.2回流線或保護線下錨

包括對向下錨、下錨跨股道及終端下錨，所有部分均安裝絕緣子，但在施工中常會因為電位造成安全隱患，因此設計時必須以雙重絕緣方式安裝接觸網，設置獨立的接地極，所有設施均需保護拉線進行防護。

2.6隧道內裝配設計

隧道內接觸網多采用單重絕緣安裝，運行設備簡單，但是所有設計需統一的規范要求，接地極、接地母線、回流線等設置具有一定要求，以接地極為例，要求每500m需存在一個接地極，出口處也需加設；對于新建成的隧道可通過接地測試端子進行定期接地電阻檢查，針對檢查結果進行維護。對于進行電氣化改造的隧道內鐵路，需將其分為非自閉區段和自閉區段，根據實際情況進行接地設計改造。

2.7接觸網設備接地數量設計

設計中至少存在兩處及以上的可靠接地接觸網設備，設備底座有“架空地線+10 歐姆接地”或“兩處獨立10 歐姆接地”兩種設計方案[3]。

3 總結

接觸網接地的存在在普速電氣化鐵路中是非常重要的，可促進電氣鐵路的順利運行，因此需做好細節部分的接地設計，依照全線技術原則指導，保障設備正常運營和人員安全，使接地網充分發揮價值。

參考文獻：

[1]黨超.普速電氣化鐵路接觸網接地設計細節探討[J].工程技術：文摘版，2016，12（12）：112-114

[2]李銀生，許敏.西北地區高土壤電阻地區電氣化鐵道接觸網接地方案研究[J].甘肅科學學報，2014，37（38）：247-248

[3]劉成文.電氣化鐵路接觸網線路防雷技術探討[J].城市建設理論研究，2014，30（16）：196-198endprint