王洪濤

摘要：針對(duì)朔黃線電力重載牽引回流較高、影響信號(hào)設(shè)備正常工作的情況，對(duì)降低信號(hào)電纜屏蔽層的電流進(jìn)行了探討，提出了合理地處理方案。

關(guān)鍵詞：朔黃線 重載牽引 信號(hào)電纜 接地電流 單端接地

探討與處理

0 引言

朔黃線采用的電力牽引符合低能耗、低污染的要求，是理想的牽引動(dòng)力，由于行車高密度、重載牽引，牽引電流較高。因此，這一牽引動(dòng)力對(duì)信號(hào)電纜而言，也是一個(gè)干擾源。有效降低電纜屏蔽層接地電流，能更有效的服務(wù)于生產(chǎn)。

1 信號(hào)電纜屏蔽層接地電流產(chǎn)生的原因

1.1 朔黃鐵路牽引回流原理

朔黃鐵路采用27.5KV電源向接觸網(wǎng)送電，在接觸網(wǎng)支柱上架設(shè)了一條與鋼軌并聯(lián)的導(dǎo)體，稱其為回流線。朔黃鐵路區(qū)間采用UM71無(wú)絕緣軌道電路，信號(hào)點(diǎn)、分割點(diǎn)裝有空心線圈SVA，空心線圈SVA設(shè)在電氣絕緣節(jié)中部與兩條鋼軌相連，上、下行空心線圈SVA中心點(diǎn)做等位連接后，通過(guò)專用地線與大地連接，每個(gè)信號(hào)點(diǎn)的空心線圈SVA的中心點(diǎn)還通過(guò)吸上線與回流線接通；朔黃鐵路站內(nèi)采用25HZ軌道電路，軌道電路送、受電端裝有扼流變壓器，扼流變壓器的牽引線圈與兩條鋼軌連接，扼流變壓器設(shè)有中心點(diǎn)，牽引電流回歸系統(tǒng)的不平衡系數(shù)在此降低，扼流變壓器的中心連接板與相鄰扼流變壓器中心點(diǎn)連接（為防止?fàn)恳娏餍纬砷]環(huán)，個(gè)別處所斷開），最后與空扼流變壓器中心點(diǎn)連接，空扼流變壓器中心點(diǎn)連接吸上線，吸上線再與回流線接通?，F(xiàn)以朔黃線定州西站變電所供電為例，說(shuō)明電力機(jī)車在自閉區(qū)間及站內(nèi)的運(yùn)行回流，定州西站變電所采用SSF-1-QY變壓器由高壓110KV變?yōu)?7.5KV向管轄的定州東站-定州西站-新曲站-行唐站間接觸網(wǎng)送電，電力機(jī)車通過(guò)受電弓與接觸網(wǎng)27.5KV電源接觸，27.5KV電源經(jīng)過(guò)機(jī)車內(nèi)的主變壓器，再通過(guò)機(jī)車輪對(duì)到達(dá)兩條鋼軌，兩條鋼軌的牽引電流經(jīng)過(guò)空心線圈SVA平衡后，通過(guò)中心點(diǎn)一方面經(jīng)過(guò)專用地線入地，另一方面經(jīng)吸上線、回流線回到變電所。站內(nèi)牽引電流原理與區(qū)間相同，只是空心線圈SVA由扼流變壓器取代。

1.2 信號(hào)電纜屏蔽層對(duì)地電流產(chǎn)生的原因

朔黃線高密度、重載牽引，使?fàn)恳娏鞲哌_(dá)數(shù)百安培，對(duì)信號(hào)電纜的干擾加大，（擴(kuò)能改造后的車站扼流變壓器已采用1000A、1600A）這些干擾主要是牽引網(wǎng)系統(tǒng)的感性、容性耦合對(duì)信息傳輸電纜的干擾、運(yùn)行中的電力機(jī)車的電動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)軌道電路的感應(yīng)性干擾。為防止這些干擾，區(qū)間、站內(nèi)采用了屏蔽電纜，它的屏蔽層由鋼帶和鋁護(hù)套完成，但電纜屏蔽層對(duì)地又產(chǎn)生了電壓、電流。

2 信號(hào)電纜屏蔽層接地電流的測(cè)試方法

電化區(qū)段信號(hào)電纜屏蔽層接地電流的標(biāo)準(zhǔn)目前尚無(wú)明確規(guī)定，但這個(gè)電流過(guò)大，會(huì)影響自動(dòng)閉塞和站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行安全：一是電纜芯線所組成電路的技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化，二是造成信號(hào)設(shè)備錯(cuò)誤動(dòng)作，三是電纜屏蔽層接地電路本身容易發(fā)生隱患。2005年12月朔黃鐵路定州西站發(fā)現(xiàn)該站至定州東和新曲站兩區(qū)間全部紅燈，區(qū)間設(shè)備熔絲熔斷，區(qū)間電纜屏蔽層接地部位在機(jī)械室燒損，經(jīng)搶修于次日3點(diǎn)25分恢復(fù)正常運(yùn)行，影響行車4小時(shí)35分。經(jīng)分析認(rèn)定事故原因是室內(nèi)自動(dòng)閉塞電纜屏蔽層接地不良，因屏蔽層對(duì)地電流過(guò)大，電纜鋁護(hù)套感應(yīng)電壓與地線連接線放電形成火花，導(dǎo)致電纜芯線短路，造成自動(dòng)閉塞設(shè)備癱瘓。所以應(yīng)定期對(duì)電化區(qū)段信號(hào)電纜屏蔽層接地電流進(jìn)行測(cè)試檢查，現(xiàn)就接地電流的測(cè)試方法介紹如下：

2.1 傳統(tǒng)測(cè)試法

朔黃線既有區(qū)間信號(hào)點(diǎn)、分割點(diǎn)、電纜屏蔽層都通過(guò)引接線接入?yún)R流板，信號(hào)地線也由自身的引接線接入?yún)R流板，信號(hào)機(jī)械室所有區(qū)間電纜屏蔽層也通過(guò)自身引接線接入?yún)R流板后再接入地線；站內(nèi)電纜屏蔽層也是室外多處接地，信號(hào)機(jī)械室集中接地。傳統(tǒng)測(cè)試法就是分別在信號(hào)機(jī)械室以及區(qū)間信號(hào)點(diǎn)、分割點(diǎn)等處用卡流表卡住區(qū)間或站內(nèi)全部電纜屏蔽層引接線或接地線進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是便于操作，測(cè)試速度快，缺點(diǎn)是它測(cè)試的電流，與實(shí)際電流差別較大，維修人員只能通過(guò)對(duì)比的方法粗略判斷信號(hào)機(jī)械室區(qū)間、站內(nèi)以及每個(gè)信號(hào)點(diǎn)、分割點(diǎn)等處電纜屏蔽層對(duì)地電流的大小。

2.2 實(shí)流測(cè)試法

顧名思義就是對(duì)區(qū)間、站內(nèi)電纜屏蔽層接地的實(shí)際電流進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的方法是斷開電纜屏蔽層接地電路，在匯流板處拆下地線引接線，串接12V25W燈泡和萬(wàn)用表（電流檔位），觀察燈泡是否發(fā)光，以及發(fā)光程度，并記錄萬(wàn)用表電流數(shù)值。這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是手續(xù)煩瑣，不易操作。

在通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)使用第1種方法對(duì)站內(nèi)、區(qū)間電纜屏蔽層接地電流進(jìn)行測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)試電流較大，就改用第2種方法測(cè)試，以便準(zhǔn)確掌握它的實(shí)際電流。

3 降低信號(hào)電纜屏蔽層接地電流的實(shí)踐與探討

3.1 擴(kuò)能改造車站的信號(hào)電纜屏蔽層實(shí)行分段單端接地

3.1.1 信號(hào)電纜屏蔽層實(shí)行分段單端接地降低屏蔽層接地電流的原理。傳統(tǒng)的信號(hào)電纜屏蔽層接地方式主要有兩種：一是進(jìn)入信號(hào)機(jī)械室的電纜屏蔽層在機(jī)械室內(nèi)與環(huán)形地線裝置（綜合防雷地線）連接。室外設(shè)置貫通地線時(shí)，進(jìn)入箱盒的干線電纜金屬鋁護(hù)套和鋼帶相互間順次連接或分別接向箱盒接地匯集端子后連接貫通地線；室外未設(shè)置貫通地線時(shí)，進(jìn)入箱盒的干線電纜金屬鋁護(hù)套和鋼帶相互間順次連接或分別接向箱盒接地匯集端子，并在電纜始終端處連接屏蔽地線，這種方法的弊病是信號(hào)電纜屏蔽層接地電流易于匯集并通過(guò)地線形成閉環(huán)；二是電氣化區(qū)段或接地系統(tǒng)有較大干擾時(shí)，可只在機(jī)械室內(nèi)單端接地，這種做法接地電流雖然不能形成閉環(huán)，但電纜長(zhǎng)度很大，接地電流仍匯集于機(jī)械室入地，如果實(shí)行分段單端接地，就克服了以上兩種弊端，降低了電纜屏蔽層對(duì)地電流。

3.1.2 信號(hào)電纜屏蔽層實(shí)行分段單端接地試行的基本方式。為降低信號(hào)電纜屏蔽層對(duì)地電流，我們?cè)谒伏S線定州西站擴(kuò)能改造施工中，室外電纜屏蔽層進(jìn)行了分段單端接地方式的試驗(yàn)，開通后對(duì)機(jī)械室電纜屏蔽層對(duì)地電流進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，對(duì)地電流減少30%，具體做法如下圖所示：

3.2 科學(xué)地進(jìn)行信號(hào)電纜屏蔽層接地

朔黃鐵路既有站內(nèi)、區(qū)間電纜屏蔽層采用了傳統(tǒng)的電纜屏蔽層接續(xù)和多處接地法，它的缺陷是屏蔽層電流容易向信號(hào)機(jī)械室（接觸網(wǎng)配電室）集中，造成信號(hào)機(jī)械室電纜屏蔽層對(duì)地電流增大，建議屏蔽層對(duì)地電流較大的車站，分別在上、下行咽喉的進(jìn)站口和進(jìn)站口至最遠(yuǎn)端區(qū)間電纜的中段將屏蔽層斷開，使信號(hào)電纜屏蔽層分段接地，設(shè)斷開的方法是：在以上兩處所將全部信號(hào)電纜屏蔽層斷開300mm，鋁護(hù)套斷開后，電纜芯線作相應(yīng)的熱縮防護(hù)。

3.3 加強(qiáng)地線整治，提高電纜屏蔽層接地能力

3.3.1 朔黃線既有信號(hào)電纜屏蔽層是通過(guò)信號(hào)點(diǎn)、分割點(diǎn)、站內(nèi)和信號(hào)機(jī)械室的屏蔽地線接地的，這些地線的質(zhì)量直接影響著屏蔽層對(duì)地電流的暢通，提高地線接地質(zhì)量，就是使區(qū)間電纜屏蔽層接地電流快速地流向大地。近年來(lái)我們對(duì)不良地線采取“深埋、并聯(lián)接地體，銅鐵焊接、添加降阻劑”等技術(shù)措施，使地線接地阻值全部達(dá)到10Ω以下，提高了電纜屏蔽層接地能力；

3.3.2 有條件的車站、區(qū)間埋設(shè)50mm2或70mm2環(huán)保型貫通地線銅纜，信號(hào)電纜屏蔽層通過(guò)16mm2多股銅線與貫通地線引接，從根本上提高地線的接地能力。

3.4 整治電纜屏蔽層接地配線，消滅配線虛接

電纜屏蔽層接地配線發(fā)生虛接現(xiàn)象，接地電流較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生打火拉弧現(xiàn)象。我們對(duì)電纜屏蔽層引接線采取了加焊措施，對(duì)回流板接線端子采取雙母緊固、點(diǎn)白油漆防松等措施，消滅了配線虛接的隱患。

3.5 縮短吸上線間隔距離，提高機(jī)車運(yùn)行回流率

朔黃鐵路既有區(qū)間設(shè)備約每2Km設(shè)1個(gè)信號(hào)點(diǎn)，在信號(hào)點(diǎn)處設(shè)吸上線，機(jī)車在閉塞分區(qū)的中部分割點(diǎn)牽引時(shí)，牽引電流一方面通過(guò)鋼軌由分割點(diǎn)空心線圈SVA的中心點(diǎn)流向大地，另一方面電流還要由鋼軌繼續(xù)傳輸?shù)叫盘?hào)點(diǎn)，經(jīng)吸上線流回變電所。朔黃線開行萬(wàn)噸列車后，牽引電流增大，為減少機(jī)車運(yùn)行回流的傳輸距離，建議縮短吸上線間隔距離，增大回流率。

3.6 新建信號(hào)機(jī)械室在規(guī)劃選址時(shí)應(yīng)考慮與變電所的距離 朔黃線定西站信號(hào)樓距離變電所距離只有50m左右，該站電纜屏蔽層對(duì)地電流明顯高于其它車站，這時(shí)因?yàn)樽冸娝?、信?hào)機(jī)械室周圍的接觸網(wǎng)支柱、站內(nèi)吸上線多，在站臺(tái)上還有避雷架空線接地極，在變電所也有不少網(wǎng)電接地極，這些接地極形成了龐大的接地網(wǎng)，當(dāng)大電流通過(guò)這個(gè)接地網(wǎng)時(shí)，引起的地電位升高，它對(duì)信號(hào)電纜屏蔽層感應(yīng)加大，因而接地電流增高，在有條件的新建車站，信號(hào)樓規(guī)劃選址時(shí)應(yīng)考慮與變電所的距離。不能遠(yuǎn)離時(shí)，一般不小于500m。

3.7 信號(hào)電纜屏蔽層接地電流測(cè)試納入日常管理

維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)定期對(duì)信號(hào)電纜屏蔽層對(duì)地電流進(jìn)行測(cè)試，做到規(guī)范化、制度化，電纜屏蔽層接地電流的測(cè)試一般每季一次，屏蔽層對(duì)地電流較大時(shí)應(yīng)每月進(jìn)行一次，以掌握其對(duì)地電流的變化規(guī)律，為降低對(duì)地電流提供技術(shù)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

牽引電流對(duì)信號(hào)電纜的干擾和影響還有很多外部環(huán)境的因素。因此，我們?cè)诠ぷ鲗?shí)踐中要做到細(xì)心、精心地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而正確地處理問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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