高架武汉站接触网接地方案研究

■ 周鑫

高架武汉站接触网接地方案研究

■ 周鑫

武汉站是武广高速铁路大型综合交通枢纽之一。按照以人为本原则，作为客运专线综合接地系统的子系统，武汉站接触网接地方案必须保证旅客人身安全，保证设备正常工作，保证故障条件下实现可靠保护。武汉站咽喉区、车场及站房结构都位于高架桥上，这给接触网接地方案设计带来了新的问题。

1 接触网和受电弓接地区域的接地要求

根据IEC 62128-1-2003《铁路设施 固定设备 第1部分：电气安全和接地相关的保护性措施》，拉断接触网或脱线的受电弓一般可能达到的区域称作“接触网和受电弓接地区域”，是电气化闪络保护接地及感应接地系统的主要实施范围，电气化回流接地区域内的各设施为电气化预留实施的接地部件，就近接入综合接地系统。

同时，根据《铁路电力牵引供电设计规范》（TB 10009-2005）要求，距接触网带电体5m范围及接触网、受电弓接地区域以内的各专业设备也应可靠接地，建议需要接地的构筑物和设备接入综合接地系统。

2 武汉站接触网工程接地的难点

一般车站的接触网工程接地采用路基上设置，只需将接地体埋入大地内，将需接地的设备同接地体连接即可。

但武汉站采用高架桥梁上的设计，所有需接地的设备同大地绝缘，且桥梁为预制箱梁结构，每片梁及每个墩台是独立、不连续的，对接地设计带来很大难度，尤其是旅客站台区域的接地方案。

3 接触网接地设计原则

根据综合接地的总体思路，沿客运专线正线两侧各敷设综合贯通地线，沿线所有可利用的土建工程钢筋都和综合地线实现可靠的电气连接。

针对武汉站的工程特点，需同时考虑建筑设备安全接地和接触网闪络保护接地通道可靠有效的实施方案。

接触网和受电弓接地区域的钢结构，通过与梁体、墩台设置的综合接地钢筋的可靠电气连接，实现安全接地，同时也可为闪络保护接地。

车场层的设施（接触网支柱、外露金属体、站台等）利用同梁体、墩台设置的综合接地钢筋的可靠电气连接，实现设备安全接地。

同时，地面层墩台的承台钢筋作为综合地线的建筑接地体，提供接入大地的通路。

4 站台区域接触网接地实施方案

由于大牵引电流会感应钢轨电位，如果不能将钢轨电位控制在一个安全范围内，旅客上下车时就可能存在跨步电压，威胁旅客人身安全。

根据IEC 62128-1-2003《铁路设施 固定设备 第1部分：电气安全和接地相关的保护性措施》，对接入综合接地系统的金属体和结构体，在任何情况下其接触电压和轨道电位均应满足表1要求。

根据牵引供电的研究结论，在车站站台中心附近设置扼流圈（或空扼流线圈），扼流圈中点与钢轨等电位连接，可有效降低人员活动最密集的站台中部区域钢轨电位。

除此之外，开放站台行人站立处，距站台边缘2.5m范围内，需采取绝缘或等电位措施。绝缘措施可采用能承受持续时间0.1s，工频耐压有效值最低1.8kV、最高3kV的绝缘隔离层，如铺设10cm厚的道砟，或1cm厚沥青，或5mm厚橡胶（或塑料层），或其他等效绝缘保护层；等电位措施可采用埋设等电位钢筋网等。车站回流接地示意图见图1。

表1 接触电压和轨道电位的要求

图1 车站回流接地示意图

5 结论

客运专线综合接地系统的设置，为接触网工程接地提供了更方便的接入。设计中，正常状态下，需保证钢轨、旅客、车体及站台外露金属物的等电位连接，将跨步电压降到安全范围内；故障状态下，需保证接触网闪络保护通路满足牵引供电系统保护动作的要求。做好工程细节的设计和实施，才能为旅客运输提供安全的接地保障。

[1]KieBling, Puschmann, Schmieder. 电气化铁道接触网[M]. 北京：中国电力出版社，2004

[2]IEC 62128-1-2003 铁路设施 固定设备 第1部分：电气安全和接地相关的保护性措施[S]，2003

[3]李红梅. 论客运专线接触网回流接地系统的优化设计[J]. 中国铁路，2005（11）

责任编辑王肖文

周鑫：中铁第四勘察设计院集团有限公司，工程师，湖北 武汉，430063