铁路电气化接触网停电施工挂接地线问题的探讨

铁路电气化接触网停电施工挂接地线问题的探讨

摘要:通过分析目前铁路电气化接触网停电施工中出现的设备烧损问题诱因，提出了针对性的建议方案，为铁路电气化接触网停电施工中确保行车人身安全提供了可靠的保证措施。

关键词:电气化接触网;停电施工;挂接地线

一直以来，电气化区段在接触网停电施工中，不时出现轨道电路设备烧损的现象。原因是在接触网停电施工中挂接地线，对轨道电路设备造成一定影响。为此，就接触网停电施工中挂接地线问题进行如下探讨。

1存在问题

在电气化区段接触网停电施工中，挂接地线是为了当作业两端来电时，接地线流经短路电流或感应电流，从而保证作业人员的人身安全。对停电作业的设备，必须从可能来电的各方面切断电源，经两人同时确认设备确已停电并及时装设接地线后，方准办理准许作业手续。作业结束，待作业人员、机具、材料撤至安全地带，拆除接地线，确认具备送电条件后，方能请求供电调度消除停电作业命令。根据“关于发布《接触网安全工作规程》和《接触网运行检修规程》的通知”，铁运〔2007〕69号规定:在有轨道电路的区段作业时，两组地线应接在同一侧钢轨上，且不应跨接在钢轨绝缘两侧。必须跨接在钢轨绝缘两侧时，应封闭线路。现场接触网停电施工作业中，按规定装设地线的情况如图1所示。

图1 目前接触网“天窗”施工挂接地线情况

但在实际作业中，不时发生25Hz轨道电路限流器、信号轨道变压器、送端

轨道电路熔断器、室内25Hz轨道电路防护盒等烧损现象，对铁路行车设备造成了一定的损失，使铁路运输安全也受到影响。

2原因分析

针对大部分发生在牵引变电所附近设备易烧损的情况，经认真分析发现，其根本原因还是由于牵引电流不平衡，导致大电流侵入信号设备侧烧损设备。现具体从以下2个诱因进行分析：

1.在电气化铁路上，电力机车是利用钢轨作为牵引电流回路的，绝大部分

牵引电流经过与之相连的吸上线、回流线直接回到变电所。由于轨道与

大地之问是不绝缘的，另一小部分电流要流经大地，从埋设在牵引变电

所下面的接地网回到变压器。同时钢轨和吸上线也不是直接相连，而是

在轨道电路绝缘节处增设扼流变压器，二者分别与变压器的接线柱和中

性点牢固连接，从而使牵引电流回路和轨道信号回路形成各自的导通回

路，互不干扰。回流线将流经吸上线的牵引电流直接回送变电所内的牵

引变压器，一方面减少了电能损失，另一方面也降低了对电气化铁路沿

线通信信号线路和装置的电磁谐波干扰。也就是说，绝大部分电流是从

钢轨上回到牵引变电所变压器的，只要钢轨上有车运行，牵引电流将就

近通过钢轨*扼流变压器*吸上线*回流线回到牵引变电所变压器。如图2

所示，当甲站牵引变电所的1号馈线停电，2号馈线未停电(乙站方向)，

目前与之最近的乙站方向有车运行时，牵引电流将就近由钢轨流回到甲

站牵引变电所，而使停电的1号馈线所辖区段钢轨上有牵引回流流过，

而给烧损设备埋下了隐患。在现场用钳型电流表多次测试，不时的有大

小不等的牵引回流通过，最高曾经测到过1000A左右的电流。

图2 牵引变电所、分区所和开闭所分布图

2.为了使牵引电流畅通，减少牵引回流对信号设备的影响，钢轨绝缘节两

端增设扼流变压器，以沟通牵引电流，并与信号轨道电流隔离。根据有

关规定，挂接地线一般都挂接在轨道区段一侧钢轨上(见图1)，如此挂

接后将形成一个轨条与接触网等并联的情况，从而造成了两根轨条问阻

抗的不平衡，纵使封闭线路搭接在两侧钢轨上，也会破坏原轨道电路区

段阻抗的平衡。又因钢轨本身不可能做到完全等阻，牵引回流就会在两

条钢轨间产生不平衡电位差。由于轨道电路也是利用钢轨传输信号控制

信息，牵引电流的不平衡电流将会严重干扰信号设备的正常工作。

综上所述，在现场接触网停电施工中，当挂接地线造成轨道区段轨条阻抗不平衡后，再加上存在两端挂接的时问差，一旦在挂接地线过程中有上述分析的牵引回流产生，就会在两条钢轨问产生不平衡电位差，扼流变压器中性点上也会产生电位差，进而感应到信号设备侧，造成轨道电路工作不稳定。当回到牵引变电所牵引电流在两轨条问造成的不平衡度超过5%时，就可能导致相关信号设备烧损。

3建议方案

结合目前铁路安全工作实际，针对以上存在的问题，在既保证人身安全，又保证现场信号设备运用安全的情况下，对电气化接触网停电施工中挂接地线提出如下建议。

1.在接触网停电施工中，首先要联系电务人员，在做好必要防护后将停电

区段线路封闭，电务人员再将封闭线路的有关轨道电路登记停用。

2.接触网停电后，先将挂接地线处轨道区段短路，再进行地线挂接，避免

两钢轨牵引电流的不平衡。虽然在挂接后会出现轨道电路红光带，但由于是在“天窗”时间段进行，已对线路和轨道电路进行了封闭和停用，在停电恢复前，短路地线已随地线一并拆除，所以轨道电路可以及时消记，也消除了牵引电流不平衡对信号设备的影响。挂接地线具体方案见图3。

图3 接触网停电施工挂接地线建议方案

3.在有条件的地方可以将接触网的地线直接挂接到扼流变压器的中性点

或中点连线上，这样就直接避免了因搭接地线造成的钢轨阻抗不平衡，从而消除了不平衡电流的产生。

4.挂接地线应注意:

1)挂接顺序是先下后上，以防备万一接触网上突然来电时，可以通过

下面的接地线使其短路，预防人员触电。先将地线一端用接地靴接

在钢轨上(或扼流变压器中性点)，另一端用耐压35kV的绝缘杆将地

线挂在已停电的接触网设备上。挂地线时，人员不得触及地线，接

地线不得侵入建筑接近限界。

2)拆除接地线与挂接地线的顺序正好相反，即先拆上部，后拆下部，

防止接触网意外来电，因上部已拆除，下端不会发生接地短路。