客运专线转辙机外壳接地线的探讨

摘 要：为了有效防止牵引回流对信号设备的损害，保护客运专线信号系统设备的正常运行，客运专线转换设备金属外壳须做到可靠接地。本文简要的分析了电气化区段的交流转换设备外壳采取接地线的一些要求及基本的防护措施。

关键词：客运专线 交流转辙机 接地

中图分类号：U231.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0109-01

近年来，随着中国铁路的高速发展，一条条客运专线的建成，由于客运专线的高速度问题，转辙机作为道岔转换的驱动设备，体现出了它处于整个信号控制系统中的关键作用，在列车高速运行通过道岔区段时，其能否可靠、安全、稳定工作，将直接影响整个运输系统的运营安全和运输效率。因此，在电气化区段为防止牵引回流不畅对室外信号设备造成影响，根据《铁路信号设计规范》的规定，需对室外交流转辙机金属外壳可靠接地。

1 转辙机外壳接地基本要求

在现代高速铁路建设中，信号转换系统大量使用了交流转辙机，尤其是运用在客运专线上，通常一组道岔一般由5台、6台甚至12台转辙机构成。其安装方式一般通过角钢安装在钢轨上，为了保证交流转辙机与钢轨之间的绝缘，通常在角钢与轨道间设置绝缘垫片与钢轨保持绝缘。

针对供电系统的牵引电流漏泄、轨电位升高不足，为了保证检修人员的安全，根据TB10007-2006《铁路信号设计规范》中的规定，“室外信号设备的金属箱盒、壳体应接地”，如果按照这个规范中的规定，则需要我们对电气化区段交流转辙机的金属外壳采取接地防护措施。

2 转辙机外壳接地具体方案

电气化区段道岔交流转换设备（S700K、ZDJ-9、ZYJ7转辙机等）外壳接地，转换设备机壳上设接地端子，经引接线就近与贯通地线（辅助地线）连接，无贯通地线的设置专用的接地体。

（1）设置一根50 mm2的分支地线，分支地线与综合接地端子或贯通地线连接，其长度以现场实际测量为准。分支地线与综合接地端子间小于5 m时，可以采用栓接方式与就近的综合接地端子连接，大于5 m、并有贯通地线时，可以采用“T”形压接连接。（2）分支地线尽量分设在靠近线路的电缆槽外，如站前硬面化已经做完，可以放置在外侧电力槽内。如放在信号电缆槽内时，还应将地线与信号电缆用砖或沙石进行物理隔离。（3）从转辙机连接到分支地线为并联方式，并联地线为50 mm2。并联地线与分支地线采用“T”形连接方式。（4）并联地线与转辙机则应采用栓接方式，其端头采用压接，并用热缩管封端。（5）转辙机接地端尽量用在远离列车16100b6609fae51849ba27fbae0ba758正向方面，其中，对于外壳预留接地端子转辙机（如S700K），引接线压接鼻环，线鼻环为铜，M16，与接地端子相连，对于外壳未预留接地端子转辙机（如ZDJ-9、ZYJ7等），引接线压接线鼻环，与转辙机的护管固定螺栓相连。

引接线与地线以及贯通地线均采用铜质“C”形压接件进行“T”形方式压接，压接压力不小于120 kN。铜质“C”形压接件的机械性能和化学成分应满足国家标准的相关规定，其最小厚度、宽度应满足下列图表要求。（见表1，图1）

已敷设贯通地线的电气化区段车站，转换设备的接地线应就近与贯通地线连接，没有贯通地线的电气化区段的车站，可埋设专用地线或者设置接地体，当引接线长度超过50 m或者施工困难区段，可敷设辅助地线、专用地线或者设置接地体。转换设备接地线应就近与辅助地线、专用地线或者接地体连接，连接部位应有防腐措施，贯通地线（辅助地线）、专用地线、单独接地体相互之间的直线距离不得小于20 m，采用接地体方式的接地电阻值应不大于10 Ω（一般在转换设备接地端子上测量）。接地体可以采用尺寸不小于50×50×5（mm）的热镀锌角钢，地质条件差的区段还可以采用石墨、钢包铜、铜材或者采取深埋接地体、设置外延接地体、添加环保型降阻剂等新型材料及措施。

3 转辙机外壳接地问题分析

在电气化区段，当供电分区没有车辆运行时，牵引点直流系统运行正常，则钢轨的对地电位为零。当供电分区有车运行时，钢轨中流过牵引负荷电流，造成钢轨对地电位的升高（正值或负值）。DC1500V牵引供电系统是以钢轨为回流通路的直流牵引供电系统，由于钢轨与大地之间不是绝缘的，即使采用了绝缘措施，由于运营环境（如道床表面脏污、导电粉尘覆盖、积水等）和其他方面的的理由，钢轨很难完全绝缘于道床结构。由于牵引电流的漏泄，牵引电流会通过钢轨、转辙装置、终端盒、地线流经大地到牵引变电所。当然，在最初道岔绝缘部件绝缘性能较好的时候，该漏泄牵引电流极小，引起的发热也极小，从而保证设备能正常工作。但是，随着运行时间的增加，由于牵引电流的长期影响，转辙装置的绝缘管垫性能逐步弱化，流过转辙装置的漏泄牵引电流随时间增加进一步增大，该漏泄电流增大的过程也加速绝缘管垫绝缘性能变差，从而使该漏泄电流增大的过程加速，这是一个两者互相推动、彼此强化的过程。随着这个过程的加速进行，漏泄牵引电流越来越大，使设备发热也越来越严重，最终，导致烧坏设备配线或者道岔表示二极管。

运营中，交流转辙机外壳接地确有造成设备发热的严重，导致故障发生的不足。因此，我们考虑：可以取消连接终端盒和转辙机之间的钢丝内护套橡胶管，从而改用绝缘橡胶管，将转辙设备和地线隔离，使漏泄的牵引电流不走转辙装置，由其他电阻更小的地方流过，从而弱化牵引电流对转辙装置的影响。

维修时，尽量利用接触网停电时间检修；若接触网无法停电或临时抢修，采用将转辙机安装装置和杂散电流收集网，用连接线临时连接的方式，使漏泄牵引电流经杂散电流收集网到牵引变电站，从而保证人身安全，检修完毕，即拆除该连接线。

4 结语

关于电气化区段交流转辙机外壳接地、不接地，相信各有利弊。本文则重点想从接地后有利的一面分析、讨论，尽管因为转辙机外壳接地后曾经引起过故障或者事故，但是我相信，通过日常详细的计划安排以及恰当的检查分析，那些不利因素是可以避免的。从而，利用连接接地线，有效的防止牵引回流对客运专线信号设备的损害，保护客运专线信号系统设备的正常运行。