电气化铁路牵引变电所接地网敷设接地问题探讨

口匪盔墨圆　工程技术　电气化铁路牵引变电所接地网敷设接地问题探讨　张焕林　（中铁电气化局集团第二工程有限公司，湖北武汉４３００００）　摘要：牵引变电所的接地系统是维持电器设备正常运行、保障人身与设备安全、防止雷电与静电危害的一种措施，，　接地系统好坏的主要标准之一，就是接地电阻值大小。本文从牵引变电所接地网的设计原则、装置材料选择、接地网的　布置、降低接地电阻的方法、防止设备二次反击烧损等几个方面对敷设接地问题进行描述。　关键词：牵引变电所；接地系统；分析　中图分类号：Ｆ４０　文献标识码：Ａ　１接地设计原则　理论防腐效果，大概运行１８—１０年即会　１．１常规铁路牵引变电所　出现锈蚀现象。　变电所发生接地故障的时候，会有　铜是非常好的导电材料，它有很强　强大的单相短路电流从接地点进入地中，　的耐腐蚀力，从实践上来看，铜接地网　因此可能会产生很高的接地电压。根据　的寿命能可靠运行２５—３０年，然而它的　实践经验，继电保护动作最高允许接地　机械强度低，在进行垂直接地体时，要　电压为２０００Ｖ，因此接地电阻要满足：　先进行钻孔，再把接地体插入孔中进行　Ｒｊ≤２０００￣ｊ，确是接地装置的接地电阻　回填土，因此，施工过程比较困难，而　ｎ，ｌｊ是计算用的流经接地装置的入地　且铜材料工程造价高。　短路电流，当ｌｊ≥４０００Ａ时，可以得到　铜包钢是双金属复合材料，它有钢　Ｒｊ≤０．５ｎ．常规铁路牵引变电所接地设　的高强度，又有极高的导磁性，又具有　计中，接地电阻要按≤０．５Ｑ设计。　铜材料的导电性与耐腐蚀性，然而，当　１．２客运专线牵引变电所　铀包钢的表面铜层＞０．２５毫米时，钢芯载　客运专线的突出特点是车速高、密　流太小，只是受力体。包钢施工方便，　度大、列车功率大，因此，客运专线牵　造价在镀锌钢材与铜之间。　引变电所短路电流很高，牵引变电所高　在施工时，要根据实际情况选择接　压侧短路电流为３　１．５—４０ｋＡ，低压侧短路　地材料。　电流为２５ｋＡ，它是常规电气化铁道的几　３接地网的布置　倍，这种短路电流需要采用常见的变电　牵引变电所的接地装置，过去是水　所独立接地方案已经无法保证人身与设　平接地极为主，外缘闭合，内部敷设一　备安全的需要，客运专线牵引负荷电流　些均压导体的接地网，通常各均压导体　接近１０００Ａ，其中很大一部分要利用接　按间距布置，由于端部效应与邻近效应，　地系统回流到变电压，这给接地系统带　各均压导体之间散流很不均匀，边缘部　来了困难。因此客运专线线牵扯引变电　份接地网的导体散流为中心部分的３—４　设置要以水平接地体为主，垂直接地体　倍，地网边缘部分电场强度比中心部分　为辅，还需要纳入综合接地系统。　高，电位梯度大，整个地网的电位分布　２接地装置材料选择　不均匀的程度随面积的增大和网孔的增　电气化铁路牵引变电所地网装置材　多而加大，因此，要根据导体散流的实　料要求有优良的耐腐蚀性能、能持续负　际情况，采用不等间距布置均压导体，　载大电流、运行寿命周期长，通常来说，　以中部间距大，边缘间距小，减少电位　根据施工的难易程度不同与工程投资不　梯度分布不均匀的状况。　同，接地装置材料有时使用铜，有时使　因为导体之间的屏蔽作用，接地网　用钢，有时使用铜包钢。根据材料技术　内不需要增加垂直接地体，为了让冲击　与经济等方面进行比较，见表１。　电流扩散效果增强，垂直接地体一般只　表１　在变压器、避雷针、避雷器下面安装，　壤　翻魍镧　镛　降阻的垂直接地体装在接地网外缘，而　且垂直接地体的距离要大于垂直接地体　撬傀学露镳瓣力　爨较鞴　～簸　长度的两倍。　‘　啪ｍ２一　船　４降低接地电阻　墙愤　菇　巾　鬣　接地装置一直长期在地下运行，它　要受到水位与水土环境的影响，如果敷　铜、铜包钢、钢三种接地材料经济　设的环境非常恶劣，那么它将面临化学　比较：镀锌钢材能提高地网的防腐蚀能　腐蚀与电化学腐蚀的双重腐蚀，因此，　力，且成本低、机械强度高，有利于施工，　要设计接地装置时要考虑当地的土壤电　然而，由于地网焊接处由于施工受现场　阻率，在土壤电阻率高、面积小的地方　条件的限制，一般无法达到镀锌钢材的　进行接地设计，要达到降低电阻的效果，　一６８一　中国新技术新产品　可以在调计与施工的时候增加地体的尺　寸，深埋接地极、人工改变土壤环境、　采用降阻剂、敷设外引接地体、适当提　高接地电阻等等方法，这些都需要根据　施工的情况、工程造价再设计接地方案。　５防止二次设备反击烧损　要避免二次设备反击烧损，可以使　用以下的方法：　（１）提高开关设备的绝缘泄漏距离　与带电体对地距离，减少发生闪络的次　数、持续时间、放电电流，避免二次设　备承担高电压冲击。　（２）使用屏蔽电缆单点接地方案，　这是指屏蔽电缆在一次被控设备处悬空，　二次设备端接地，这能有效避免电压反　击问题，因为屏蔽电缆是悬空状态，只　要升高的电压不能将电缆绝缘击穿，那　么升高的电位就不会让室内的二次设备　受到影响，单点接地需要在控制室二次　设备进行接地，它要求被控设备的接地　电阻变小，防止电压反击烧损。　（３）将电气化铁路牵引变电所纳入　综合系统，电气化铁路牵引变电综合接　地系统以贯通地线、钢轨、接触网回流　线为结构，通过横向连接线接进沿线的　金属体构成的立体接地网络内，沿线的　牵引变电所地网、信号设备地网、接触　网回流线、接触网支柱、站台地网、建　筑物地网、铁路电力设备接地等都与综　合地线进行连接，它通过等效让接地电　阻变小。　参考文献　【１】电气化铁道施工手册．牵引变电所『Ｍ１．　北京：中国铁道出版社，２０００．　［２电气化铁道供变电工程『２１Ｍ】．北京：中　国铁道出版社，１９８３．　［３］高电压技术【Ｍ１．电力工业出版社，　１９８１．　【４电气化铁道设计手册［４】Ｍ】．北京：中国　铁道出版社。１９８８．