第十三節(jié)絕緣、接地及防雷技術(shù)(三)

1、2022-3-232022-3-23 絕緣子雖然起絕緣作用，但是，在通常情況下總有微弱的泄漏電流經(jīng)絕緣元件流回大地。泄漏電流的危害： 1）當(dāng)支柱對地有較大的接地電阻時(shí)，泄漏電流在支柱上形成較大過渡電壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及人身安全。 2）同時(shí)，較大的泄漏電流經(jīng)支柱（混凝土柱）內(nèi)部金屬部分鋼筋時(shí)會(huì)發(fā)熱，使金屬軟化造成支柱強(qiáng)度下降，拉斷支柱，危及設(shè)備安全。2022-3-23 2022-3-23供電線架空地線接觸懸掛（1）絕緣老化和損壞，形成泄漏電流或短路電流；（2）電磁感應(yīng)干擾因此，鐵路電力牽引設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“距接觸網(wǎng)帶電部分5m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)(橋欄桿、信號機(jī))均應(yīng)接地”；“接觸網(wǎng)在無信號軌道回路區(qū)段可直

2、接接鋼軌，在有信號軌道回路區(qū)段可直接接扼流變壓器線圈中性點(diǎn)或串接火花間隙后接至鋼軌”。 接地的目的和原因接地的目的和原因2022-3-23接地類型接地類型接觸網(wǎng)的接地按作用不同可分為工作接地和防護(hù)接地；根據(jù)接地系統(tǒng)的連接情況，接觸接地可分為分散接地和集中接地。工作接地是指為設(shè)備的安全運(yùn)行而設(shè)置的接地，如支柱的接地、避雷器接地側(cè)接地、旨在降低鋼軌電位的金屬連接部件的接地等；防護(hù)接地是指以防護(hù)為目的而設(shè)置的接地，鐵柵欄的接地，軌道附近金屬管線為防止感應(yīng)電壓的接地，接觸網(wǎng)停電作業(yè)時(shí)接觸線的接地等 。2022-3-23分散接地：直接接鋼軌；通過火花間隙接鋼軌。集中接地：通過回流線接地；通過PW線接地；

3、集中接地：雙重絕緣保護(hù)方式；非絕緣保護(hù)方式2022-3-23 接觸網(wǎng)接地系指通過接地線接于牽引軌，由接地線（接地體）及接地部件組成的接地設(shè)備，稱為接地裝置接地裝置。接地裝置（包括接地線和接地體）均應(yīng)有可靠的電氣連接。 在通常情況下，無信號軌道回路區(qū)段，支柱的接地線直接接鋼軌；有信號軌道回路區(qū)段，支柱的接地裝置應(yīng)加設(shè)擊穿電壓不大于800V的火花間隙或保安器。在正常情況下，火花間隙可以保證支柱與鋼軌之間的絕緣，使絕緣子因老化等原因形成的泄漏電流不能直流泄向軌道。一旦絕緣子擊穿，火花間隙上出現(xiàn)高壓，間隙擊穿，這樣就把支柱和牽引軌接通。2022-3-23 （一）接地線的作用 接觸網(wǎng)的地線是起保護(hù)作用的

4、。地線將接觸網(wǎng)設(shè)備中非帶電的金屬部分與鋼軌直接連接起來，接觸網(wǎng)帶電部分和非帶電部分靠絕緣子來絕緣。當(dāng)絕緣子發(fā)生擊穿、閃絡(luò)或絕緣子老化而嚴(yán)重漏電時(shí)，地線起到了很好的金屬通路。若沒有地線時(shí)，接觸網(wǎng)對地泄漏電流將會(huì)經(jīng)接地電阻很大的支柱（或隧道壁）入地，泄漏電流可能達(dá)不到使?fàn)恳冸娝㈤_閉所、分區(qū)亭保護(hù)動(dòng)作、跳閘的整定值。2022-3-23 （一）接地線的作用 長時(shí)間不正常放電，一方面造成電能損失，另一方面導(dǎo)致設(shè)備過熱損壞。同時(shí)，泄漏電流流經(jīng)大地形成的跨步電壓會(huì)危及人身安全，它對附近地下埋設(shè)的金屬電纜以及金屬管道形成腐蝕。裝設(shè)地線后，電阻很小，泄漏電流直接入鋼軌，電流增大時(shí)會(huì)使?fàn)恳冸娝Ｗo(hù)動(dòng)作、跳閘

5、，切斷電流，起到保護(hù)設(shè)備和人身安全的作用。另外，由于保護(hù)動(dòng)作可判斷出接觸網(wǎng)上出現(xiàn)了故障，可以迅速派人檢查，查出隱患，排除故障，保證安全供電。2022-3-23 （一）接地線的作用 長時(shí)間不正常放電，一方面造成電能損失，另一方面導(dǎo)致設(shè)備過熱損壞。同時(shí)，泄漏電流流經(jīng)大地形成的跨步電壓會(huì)危及人身安全，它對附近地下埋設(shè)的金屬電纜以及金屬管道形成腐蝕。裝設(shè)地線后，電阻很小，泄漏電流直接入鋼軌，電流增大時(shí)會(huì)使?fàn)恳冸娝Ｗo(hù)動(dòng)作、跳閘，切斷電流，起到保護(hù)設(shè)備和人身安全的作用。另外，由于保護(hù)動(dòng)作可判斷出接觸網(wǎng)上出現(xiàn)了故障，可以迅速派人檢查，查出隱患，排除故障，保證安全供電。2022-3-23 （二）地線的安設(shè)

6、 鋼筋混凝土支柱地線安裝如下圖所示，地線分上、中、下三部分。拉桿底座至腕臂底座為上部地線；腕臂底座至支柱底部為中部地線；支柱底部至鋼軌為下部地線。1上部地線；上部地線；2中部地線；中部地線；3下部地線；下部地線；4接地線連接線夾；接地線連接線夾；5鋼軌。鋼軌。圖：混凝土柱地線安裝圖：混凝土柱地線安裝2022-3-23 （二）地線的安設(shè) 對于鋼柱，地線直接接在鋼柱根部的螺栓孔上，另一端固定在鋼軌或接地極上，如下圖所示。與鋼軌相連的地線不得采用焊接的方式。圖：鋼柱地線安裝圖：鋼柱地線安裝2022-3-23為確保接地極與大在之間的接觸電阻符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在埋設(shè)接地極或運(yùn)行一定期限（35年）后應(yīng)對接地極

7、的接地電阻進(jìn)行監(jiān)測，對處于城市軌道交通直流系統(tǒng)影響區(qū)域內(nèi)的接地系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)這種監(jiān)測。接地裝置的安設(shè)接地裝置的安設(shè)接地電阻達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的10以下時(shí)，可采取以下措施降低接地電阻值。（1）增長接地極網(wǎng)絡(luò),每增加一垂直接地體角鋼時(shí)，水平接地體扁鋼相應(yīng)加長5m，直至接地電阻達(dá)到要求為止；（2）外引接地體、將此接地體與鄰近的接地體并接；（3）在土壤中加食鹽、煤渣、木炭、爐灰等物質(zhì)；（4）化學(xué)處理土壤、更換土壤等，以提高接地體周圍土壤的導(dǎo)電率；（5）增加接地體埋設(shè)深度，深埋可以不考慮土壤凍結(jié)和干燥所增加的電阻系數(shù)。 2022-3-23接觸網(wǎng)的接地接觸網(wǎng)的接地2022-3-23（三）AT供電方式接觸網(wǎng)閃絡(luò)保護(hù)

8、與接地目前，在AT供電區(qū)段接地保護(hù)方式采用了絕緣AT保護(hù)線方式（雙重絕緣方式）和不絕緣AT保護(hù)線方式兩種。1、絕緣AT保護(hù)線方式（雙重絕緣方式）所謂絕緣AT保護(hù)線方式，即保護(hù)線（PW線）懸掛在鋼柱上時(shí)的閃絡(luò)保護(hù)方式，如下圖2-11-9所示。圖：鋼柱絕緣圖：鋼柱絕緣AT保護(hù)線方式保護(hù)線方式2022-3-23（三）AT供電方式接觸網(wǎng)閃絡(luò)保護(hù)與接地目前，在AT供電區(qū)段接地保護(hù)方式采用了絕緣AT保護(hù)線方式（雙重絕緣方式）和不絕緣AT保護(hù)線方式兩種。2、不絕緣AT保護(hù)線方式所謂不絕緣AT保護(hù)線方式，就是PW線在AF、PW線肩架（AP肩架）上懸掛時(shí)，不經(jīng)懸式絕緣子而直接掛在懸吊零件上。這種方式是用在鋼筋混

9、凝土支柱上，如下圖2-11-10所示。圖：混凝土柱不絕緣圖：混凝土柱不絕緣AT保護(hù)線方式保護(hù)線方式 2022-3-23順線路方向軌電位變化垂直線路方向地電位和軌電位變化趨勢1 穩(wěn)定運(yùn)行條件下的軌電位；2 短路時(shí)的軌電位3 短路電流UTP 走行軌電位UPE 大地表面電位高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置 對于高速接觸網(wǎng)，供電回流大大增加，軌道電路的信號設(shè)備、道床結(jié)構(gòu)、牽引電流分布均發(fā)生了變化，如果不能降低軌道回流和軌道大地間的電阻，則軌電位偏高，輕則威脅車站旅客和線路維修人員的人身安全；重則燒毀預(yù)應(yīng)力鋼筋，破壞混凝土強(qiáng)度，損傷信號設(shè)備的絕緣，威脅行車安全。因此需要采取必要措施降低軌電位和漏泄阻抗。 2022-3-23為達(dá)到以上目的，在架空接觸網(wǎng)區(qū)域，電氣設(shè)備的外殼和導(dǎo)電部件被接到鐵路接地系統(tǒng)上，以避免運(yùn)行和短路時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓，橋梁、隧道、變電所和支柱基礎(chǔ)的各個(gè)接地系統(tǒng)均連接到回流回路上，形成電氣化鐵路的整體接地系統(tǒng)， 高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置 2022-3-23電氣化鐵道的綜合接地系統(tǒng)電氣化鐵道的綜合接地系統(tǒng)高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置 2022-3-23隧道綜合接地系統(tǒng)隧道綜合接地系統(tǒng)高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置高速接觸網(wǎng)的綜合接地裝置 2022-3-23意大利羅馬那不勒斯線設(shè)置的綜合接地