《接触网》教案 补充 国外交流电气化铁路接地系统的简介

国外交流电气化铁路接地系统的简介
运营和正在建设的情况来看，国外高速铁路已有近9200km，列车运营速度已达300km/h以上；其中法国、德国和日本三个高速铁路发达国家代表了当今世界各国轮轨高速铁路发展的先进模式，它们的牵引供电技术成熟且可靠，借鉴国外高速铁路发达国家的设计标准和经验是进行我国客运专线建设的重要环节，下面分别对法国、德国和日本高速电气化铁路中的接地系统进行简要介绍。

1）法国
的牵引供电系统中，牵引变电所的供电电压采用225kV及以上较高的电压等级，牵引变压器采用单相接线型式，牵引网供电方式多采用2´25kV AT供电方式；综合接地系统在法国高速和常速电气化铁路中均得到了广泛应用，接触网的接地系统普遍采用设综合接地线的直接接地方式。

合接地系统主要由钢轨、保护线（回流线）、接地线、扼流圈、各纵向导体间的等电位连接线和接地极等构成，钢轨作为牵引回流导体和轨道电路的重要组成部分，它的接地次数就不能像供电系统所希望的那样多，因此需设置连续且独立于轨道的接地线，它可按轨道电路允许的间隔连接到轨道上。

钢轨、保护线（回流线）、接地线或金属栅栏等的等电位连接一般通过设置完全横向连接来实现，为了保证断轨检查，在同一轨道电路或几个不同的轨道电路上，两个连续完全横向连接间的距离一般应大于或等于1000m。

根（下行侧）或两根（下行和上行侧）贯通接地线，接地线的截面为35～95mm2裸铅包铜线；等电位连接线一般由多根70mm2绝缘铜芯电缆构成。

0V的参考值尽可能低。

首先应实现桥面（钢结构桥梁或结构钢筋焊接）和隧道（防水层和隧道壁）的电气连续性；其次在桥隧两端以及每100m处应实现综合地线与桥墩接地体或隧道接地体的连接。

除了在线路上通常见到的设备外，在桥梁和隧道中还能发现金属栅栏和扶手等，这些设备应实现电气连续并对每段终端进行电气连接或在每段终端安装横向导体与综合地线相连接，另外这些设备的两端以及每100m处需与综合地线相连接。

2）德国
15kV、16 Hz、带回流线的直接供电方式、同相及双边供电系统并自建专用发电系统的特殊模式，但回流线的绝缘方式仍采用了综合接地系统和直接接地方式。

一方面要采取措施减少电磁干扰；交流牵引的回流导体通常连接在各类强弱电接地装置上（如接触网柱基础和建筑基础等接地位置），因此牵引回流通过回流导体及其连接的接地装置和大地流回牵引变电所。

接地装置一般采用尽可能小的接地电阻值，这可通过大面积地网和单个接地极的互相连接来实现；在接地装置中应优先选择焊接，因为夹接时的电阻有可能由于节点处的腐蚀而提高。

S 棒连接（IB）、各纵向导体的等电位连接线和接地端子等构成。

在德国高速铁路牵引供电系统中的每根接触网支柱基础都设置了接地极，它通过单独的基础钢筋连接到接地端子上，支柱基础的接地电阻一般不大于10Ω，它建立了牵引系统地并用于雷电防护。

从牵引供电系统的角度来看，钢轨作为一部分牵引电流返回牵引变电所的导体；从信号系统的角度来看，
钢轨作为列车运行控制系统中进行信息传输的轨道电路的一部分；因此为了保证回流畅通和接地效果以及轨道电路的可靠运行，电气化铁路上的钢轨均需进行纵向和横向的电气连接。

德国铁路的信号系统与其它国家不同，它普遍采用音频轨道电路（FTGS）和双轨绝缘线路，一条线路上的两根钢轨被分别定义为接地轨（ER，位于线路外侧）和绝缘轨（IR），综合接地系统中导体的接地和连接只允许在接地带、接地轨或IB中点上实现。

50m，支柱基础接地极与无碴轨道中接地带的等电位连接线的间距一般为100m且为单端接地，而且为保证轨道电路的功能，无碴轨道中的接地带通过0.5m宽的中断区按100m的间距实现了间断；支柱基础接地极与IB中点、上行接地轨（或IB中点）与下行接地轨（或IB中点）、上行接地端子和下行接地端子和线路轨道上接地轨与绝缘轨的等电位连接线的间距一般为300～600m。

支柱基础接地极提供了沿线回流回路的接地，它们被连接到回流线和接地带上。

础形成沿线的附加接地体，为了利用它们的接地效果，每段桥梁、人行便道、桥梁护栏和整体道床中的接地带与桥梁基础接地极进行电气连接。

桥梁基础接地极及其横向连接的间距一般为50m，桥梁基础接地极的接地电阻一般为0.2Ω；在每根支柱处，它与桥梁接地带和回流线等进行电气连接；桥梁接地带与接地轨（或IB中点）和人行便道下接地带与接地轨（或IB中点）的等电位连接线的间距一般为300～600m；其它等电位连接线的间距同上述地面区段。

20m，利用隧道衬砌钢筋形成沿线的附加接地体，在隧道衬砌中的两根纵向钢筋以100m的间距与横向扁钢进行电气连接后形成环形接地极和接地母线，隧道环形接地极的接地电阻一般为0.1Ω。

在每个隧道结构段中设置回流线支持结构和人行便道接地带，在每个接触网支持结构处，它与隧道接地带和回流线进行电气连接；隧道接地极与接地轨（或IB中点）和人行便道下接地带与接地轨（或IB中点）的等电位连接线的间距一般为300～600m；其它等电位连接线的间距同上述地面区段。

段与此相连接的是车站、站台、变电所、整体道床接地带、桥梁桩基础接地极和隧道环形接地极等。

3）日本
154kV及275kV 较高的电压等级，牵引变压器采用三相¾二相平衡接线型式（Scott接线和Wood Bridge接线），牵引网供电方式采用AT供电方式；关于接触网的保护接地方式，日本在AT供电方式以前一直采用双重绝缘加放电器的方式来实现接触网绝缘子的闪络保护接地，但由于接触网结构复杂和放电器不如直接接地更加直接和可靠，在近年修建的新干线接触网中部分取消了双重绝缘，并改为直接接地方式。

主要目的包括防雷、防电击、防腐蚀、减少电磁感应电压及静电感应电压和设置参考电位等，接地类型主要包括工作接地、器具外壳接地、避雷针接地和避雷器接地等。

电气设备保护接地的种类包括A、B、C和D四种情况，它们的接地电阻值和适用范围如表3-3所示。

为抑制高速电气化铁路区段的钢轨电位，在部分车站设置了钢轨电位抑制装置、钢轨分散接地和上下行轨道间的等电位连接线。