朔黄线信号电缆接地电流较高的探讨与处理

王洪涛

摘要：针对朔黄线电力重载牵引回流较高、影响信号设备正常工作的情况，对降低信号电缆屏蔽层的电流进行了探讨，提出了合理地处理方案。

关键词：朔黄线 重载牵引 信号电缆 接地电流 单端接地

探讨与处理

0 引言

朔黄线采用的电力牵引符合低能耗、低污染的要求，是理想的牵引动力，由于行车高密度、重载牵引，牵引电流较高。因此，这一牵引动力对信号电缆而言，也是一个干扰源。有效降低电缆屏蔽层接地电流，能更有效的服务于生产。

1 信号电缆屏蔽层接地电流产生的原因

1.1 朔黄铁路牵引回流原理

朔黄铁路采用27.5KV电源向接触网送电，在接触网支柱上架设了一条与钢轨并联的导体，称其为回流线。朔黄铁路区间采用UM71无绝缘轨道电路，信号点、分割点装有空心线圈SVA，空心线圈SVA设在电气绝缘节中部与两条钢轨相连，上、下行空心线圈SVA中心点做等位连接后，通过专用地线与大地连接，每个信号点的空心线圈SVA的中心点还通过吸上线与回流线接通；朔黄铁路站内采用25HZ轨道电路，轨道电路送、受电端装有扼流变压器，扼流变压器的牵引线圈与两条钢轨连接，扼流变压器设有中心点，牵引电流回归系统的不平衡系数在此降低，扼流变压器的中心连接板与相邻扼流变压器中心点连接（为防止牵引电流形成闭环，个别处所断开），最后与空扼流变压器中心点连接，空扼流变压器中心点连接吸上线，吸上线再与回流线接通。现以朔黄线定州西站变电所供电为例，说明电力机车在自闭区间及站内的运行回流，定州西站变电所采用SSF-1-QY变压器由高压110KV变为27.5KV向管辖的定州东站-定州西站-新曲站-行唐站间接触网送电，电力机车通过受电弓与接触网27.5KV电源接触，27.5KV电源经过机车内的主变压器，再通过机车轮对到达两条钢轨，两条钢轨的牵引电流经过空心线圈SVA平衡后，通过中心点一方面经过专用地线入地，另一方面经吸上线、回流线回到变电所。站内牵引电流原理与区间相同，只是空心线圈SVA由扼流变压器取代。

1.2 信号电缆屏蔽层对地电流产生的原因

朔黄线高密度、重载牵引，使牵引电流高达数百安培，对信号电缆的干扰加大，（扩能改造后的车站扼流变压器已采用1000A、1600A）这些干扰主要是牵引网系统的感性、容性耦合对信息传输电缆的干扰、运行中的电力机车的电动力系统对轨道电路的感应性干扰。为防止这些干扰，区间、站内采用了屏蔽电缆，它的屏蔽层由钢带和铝护套完成，但电缆屏蔽层对地又产生了电压、电流。

2 信号电缆屏蔽层接地电流的测试方法

电化区段信号电缆屏蔽层接地电流的标准目前尚无明确规定，但这个电流过大，会影响自动闭塞和站内设备的运行安全：一是电缆芯线所组成电路的技术参数发生变化，二是造成信号设备错误动作，三是电缆屏蔽层接地电路本身容易发生隐患。2005年12月朔黄铁路定州西站发现该站至定州东和新曲站两区间全部红灯，区间设备熔丝熔断，区间电缆屏蔽层接地部位在机械室烧损，经抢修于次日3点25分恢复正常运行，影响行车4小时35分。经分析认定事故原因是室内自动闭塞电缆屏蔽层接地不良，因屏蔽层对地电流过大，电缆铝护套感应电压与地线连接线放电形成火花，导致电缆芯线短路，造成自动闭塞设备瘫痪。所以应定期对电化区段信号电缆屏蔽层接地电流进行测试检查，现就接地电流的测试方法介绍如下：

2.1 传统测试法

朔黄线既有区间信号点、分割点、电缆屏蔽层都通过引接线接入汇流板，信号地线也由自身的引接线接入汇流板，信号机械室所有区间电缆屏蔽层也通过自身引接线接入汇流板后再接入地线；站内电缆屏蔽层也是室外多处接地，信号机械室集中接地。传统测试法就是分别在信号机械室以及区间信号点、分割点等处用卡流表卡住区间或站内全部电缆屏蔽层引接线或接地线进行测试。这种测试方法的优点是便于操作，测试速度快，缺点是它测试的电流，与实际电流差别较大，维修人员只能通过对比的方法粗略判断信号机械室区间、站内以及每个信号点、分割点等处电缆屏蔽层对地电流的大小。

2.2 实流测试法

顾名思义就是对区间、站内电缆屏蔽层接地的实际电流进行测试。测试的方法是断开电缆屏蔽层接地电路，在汇流板处拆下地线引接线，串接12V25W灯泡和万用表（电流档位），观察灯泡是否发光，以及发光程度，并记录万用表电流数值。这种测试方法的优点是测试数据准确，缺点是手续烦琐，不易操作。

在通常情况下，现场使用第1种方法对站内、区间电缆屏蔽层接地电流进行测试，如果发现测试电流较大，就改用第2种方法测试，以便准确掌握它的实际电流。

3 降低信号电缆屏蔽层接地电流的实践与探讨

3.1 扩能改造车站的信号电缆屏蔽层实行分段单端接地

3.1.1 信号电缆屏蔽层实行分段单端接地降低屏蔽层接地电流的原理。传统的信号电缆屏蔽层接地方式主要有两种：一是进入信号机械室的电缆屏蔽层在机械室内与环形地线装置（综合防雷地线）连接。室外设置贯通地线时，进入箱盒的干线电缆金属铝护套和钢带相互间顺次连接或分别接向箱盒接地汇集端子后连接贯通地线；室外未设置贯通地线时，进入箱盒的干线电缆金属铝护套和钢带相互间顺次连接或分别接向箱盒接地汇集端子，并在电缆始终端处连接屏蔽地线，这种方法的弊病是信号电缆屏蔽层接地电流易于汇集并通过地线形成闭环；二是电气化区段或接地系统有较大干扰时，可只在机械室内单端接地，这种做法接地电流虽然不能形成闭环，但电缆长度很大，接地电流仍汇集于机械室入地，如果实行分段单端接地，就克服了以上两种弊端，降低了电缆屏蔽层对地电流。

3.1.2 信号电缆屏蔽层实行分段单端接地试行的基本方式。为降低信号电缆屏蔽层对地电流，我们在朔黄线定州西站扩能改造施工中，室外电缆屏蔽层进行了分段单端接地方式的试验，开通后对机械室电缆屏蔽层对地电流进行了对比测试，对地电流减少30%，具体做法如下图所示：

3.2 科学地进行信号电缆屏蔽层接地

朔黄铁路既有站内、区间电缆屏蔽层采用了传统的电缆屏蔽层接续和多处接地法，它的缺陷是屏蔽层电流容易向信号机械室（接触网配电室）集中，造成信号机械室电缆屏蔽层对地电流增大，建议屏蔽层对地电流较大的车站，分别在上、下行咽喉的进站口和进站口至最远端区间电缆的中段将屏蔽层断开，使信号电缆屏蔽层分段接地，设断开的方法是：在以上两处所将全部信号电缆屏蔽层断开300mm，铝护套断开后，电缆芯线作相应的热缩防护。

3.3 加强地线整治，提高电缆屏蔽层接地能力

3.3.1 朔黄线既有信号电缆屏蔽层是通过信号点、分割点、站内和信号机械室的屏蔽地线接地的，这些地线的质量直接影响着屏蔽层对地电流的畅通，提高地线接地质量，就是使区间电缆屏蔽层接地电流快速地流向大地。近年来我们对不良地线采取“深埋、并联接地体，铜铁焊接、添加降阻剂”等技术措施，使地线接地阻值全部达到10Ω以下，提高了电缆屏蔽层接地能力；

3.3.2 有条件的车站、区间埋设50mm2或70mm2环保型贯通地线铜缆，信号电缆屏蔽层通过16mm2多股铜线与贯通地线引接，从根本上提高地线的接地能力。

3.4 整治电缆屏蔽层接地配线，消灭配线虚接

电缆屏蔽层接地配线发生虚接现象，接地电流较大时，就会产生打火拉弧现象。我们对电缆屏蔽层引接线采取了加焊措施，对回流板接线端子采取双母紧固、点白油漆防松等措施，消灭了配线虚接的隐患。

3.5 缩短吸上线间隔距离，提高机车运行回流率

朔黄铁路既有区间设备约每2Km设1个信号点，在信号点处设吸上线，机车在闭塞分区的中部分割点牵引时，牵引电流一方面通过钢轨由分割点空心线圈SVA的中心点流向大地，另一方面电流还要由钢轨继续传输到信号点，经吸上线流回变电所。朔黄线开行万吨列车后，牵引电流增大，为减少机车运行回流的传输距离，建议缩短吸上线间隔距离，增大回流率。

3.6 新建信号机械室在规划选址时应考虑与变电所的距离 朔黄线定西站信号楼距离变电所距离只有50m左右，该站电缆屏蔽层对地电流明显高于其它车站，这时因为变电所、信号机械室周围的接触网支柱、站内吸上线多，在站台上还有避雷架空线接地极，在变电所也有不少网电接地极，这些接地极形成了庞大的接地网，当大电流通过这个接地网时，引起的地电位升高，它对信号电缆屏蔽层感应加大，因而接地电流增高，在有条件的新建车站，信号楼规划选址时应考虑与变电所的距离。不能远离时，一般不小于500m。

3.7 信号电缆屏蔽层接地电流测试纳入日常管理

维护人员应当定期对信号电缆屏蔽层对地电流进行测试，做到规范化、制度化，电缆屏蔽层接地电流的测试一般每季一次，屏蔽层对地电流较大时应每月进行一次，以掌握其对地电流的变化规律，为降低对地电流提供技术数据。

4 结束语

牵引电流对信号电缆的干扰和影响还有很多外部环境的因素。因此，我们在工作实践中要做到细心、精心地发现问题，从而正确地处理问题。

参考文献：

[1]现代铁路信号技术.西南交大出版社，2001年.

[2]电气化铁路信号工程与维修.中国铁道出版社，2001年.

[3]网电工.北京铁路电气化学校.

[4]铁路信号抗牵引电流干扰.太原铁路干部培训中心.