高速鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備運行與維護課件：接觸網(wǎng)接地裝置

高速鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備運行與維護目錄接觸網(wǎng)接地的認知接觸網(wǎng)接地的檢查維護任務(wù)一任務(wù)二接觸網(wǎng)接地的認知【任務(wù)描述】本任務(wù)旨在認識接觸網(wǎng)接地，通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)對接觸網(wǎng)接地的作用、構(gòu)成、接地方式和高鐵綜合接地總體技術(shù)要求等有一定的認知，為后續(xù)任務(wù)的執(zhí)行奠定堅實的基礎(chǔ)?！救蝿?wù)目標】(1)掌握接地的定義及作用。(2)掌握接觸網(wǎng)接地的作用、接地方式及構(gòu)成。(3)掌握高鐵綜合接地及其總體技術(shù)要求。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知一、接地的定義接地是指電氣設(shè)備、桿塔或過電壓保護裝置用接地線與接地體連接，稱為接地。接地的作用除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地外，最大作用為保護使用者不被電擊。衡量接地質(zhì)量好壞的標準是接地電阻。接地電阻是指接地體或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對地電壓與通過接地體流入地中電流的比值。二、接觸網(wǎng)接地的作用接觸網(wǎng)的地線是起保護作用的，在絕緣子擊穿/閃絡(luò)或嚴重老化的情況下，如果沒有地線，泄漏電流經(jīng)接地電阻較大的支柱(或隧道壁)入地，且不能使牽引變電所保護跳閘而繼續(xù)長時間的異常放電，從而燒損懸掛的金屬部件而造成大事故。同時泄漏電流經(jīng)較大的接地電阻也會使接觸網(wǎng)非帶電部分對地產(chǎn)生高電壓而危及人身安全，裝設(shè)地線可使泄漏電流由地線直接入鋼軌，從而降低了接地電阻，泄漏電流增大使變電所保護跳閘而迅速切斷泄漏電流，保護了設(shè)備和人身安全，同時也為檢修人員提供了線路出現(xiàn)故障的信息。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知三、接觸網(wǎng)接地的分類接觸網(wǎng)接地按作用分為有兩類：保護人員和設(shè)備不受損害叫保護接地；保障設(shè)備的正常運行的叫工作接地。這里的分類是指接地工程設(shè)計施工中考慮的各種要求，并不表示每種“地”都需要獨立開來。相反，除了有地電信號抗干擾、設(shè)備本身專門要求等特殊原因之外，提倡盡量采用綜合接地的方案。四、接觸網(wǎng)接地的方式(1)單獨直接接地是指設(shè)備直接與接地極相連接，主要用在隔離開關(guān)、避雷器及單獨支柱處。(2)通過架空地線接地，是指將需要接地的設(shè)備連接到架空地線上，最后集中接地。(3)接觸網(wǎng)接地對電阻值的要求：單獨支柱接地電阻不大于30Ω，距離接觸網(wǎng)5m內(nèi)的金屬物體、避雷器、隔離開關(guān)、架空地線等處的接地電阻不大于10Ω。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知五、接觸網(wǎng)接地的構(gòu)成接觸網(wǎng)接地由接地體、架空地線、連接部件三大部分組成。(1)接地體：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體。在接觸網(wǎng)中接地體主要采用單獨接地極和綜合接地網(wǎng)兩種形式。①單獨接地極?主要安裝在隔離開關(guān)、避雷器等支柱出等支柱處。②綜合接地網(wǎng)?綜合接地網(wǎng)作為車站牽引供電供電、機電、通信、信號等電氣設(shè)備所連

接的綜合接地體。綜合接地網(wǎng)的電

阻不應(yīng)大于1Ω。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知地下車站接地網(wǎng)由人工接地體組成，高架站接地網(wǎng)有人工接地體和自然接地體組成，車輛段變電所接地網(wǎng)由人工接地體和自然接地體組成。自然接地體是指用于其他目的、可利用作為接地用的、直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等；人工接地體可采用鋼管、角鋼、圓鋼或廢鋼鐵等材料制成。(2)架空地線：架空地線一般與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)，采用鋁絞線。(3)連接部件：主要指將需接地設(shè)備與架空地線(接地極)進行連接的

各種零部件，主要有地線線夾、軟銅絞線等。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知六、接觸網(wǎng)綜合接地接觸網(wǎng)綜合接地是指將鐵路沿線的牽引供電回流系統(tǒng)、電力供電系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、通信及其他電子信息系統(tǒng)、建筑物、道床、站臺、橋梁、隧道、聲屏障等需要接地的裝置通過貫通地線連成一體的接地系統(tǒng)。同時該貫通地線也是牽引回流的一個主要回路，從原理上來說，其實就是一個共用接地系統(tǒng)并通過等電位連接構(gòu)成鐵路的一個等電位體。隨著高速鐵路的發(fā)展，鐵路的牽引負荷隨之增大，而牽引變電所的回流電流也隨之增大。牽引變電所接地系統(tǒng)面臨兩個嚴重的問題：第二個問題是機車運行時起動、制動等操作造成母線電流波動增大，這種波動產(chǎn)生的電磁信號將對變電所中信號與通信回路造成干擾，也將對保護裝置的測量信號造成干擾并影響調(diào)度中心與變電所之間的通信，而一般的接地系統(tǒng)不能滿足對電磁信號屏蔽的要求。第一個問題是回流電流造成地網(wǎng)電位不相等，這種情況一方面會對人身以及設(shè)備的安全造成威脅，另一方面將對保護、測量、信號裝置造成影響，并有可能引發(fā)保護裝置的誤動或拒動。由于傳統(tǒng)接地系統(tǒng)存在這些問題，隨著牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展，這些問題表現(xiàn)得更加嚴重，因此發(fā)展綜合接地系統(tǒng)成為一種必然的趨勢。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知七、接觸網(wǎng)接地技術(shù)要求1.

接觸網(wǎng)接地通用技術(shù)要求(1)接觸網(wǎng)支柱和金屬支撐裝置以及距接觸網(wǎng)帶電部分的距離不足5m的所有金屬結(jié)構(gòu)均須裝設(shè)地線，所有地線要連接牢固、防腐良好。(2)接地線有信號軌道回路區(qū)段應(yīng)采用架空地線或者接扼流變壓器線圈中性點或連接到接地體。(3)以下接觸網(wǎng)支柱及設(shè)備均應(yīng)作雙接地。當有軌道電路時，一個接扼流變壓器線圈中性點或者接架空地線(無軌道電路時，通過火花間隙接鋼軌)作保護接地；另一個接地極作工作接地。站臺或其他人員活動頻繁處的鋼柱；未架設(shè)架空地線的鋼柱；隔離(負荷)開關(guān)、避雷器等設(shè)備的底座。(4)與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)的架空地線支柱其接地方式應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定；鋼柱和接地線的連接處應(yīng)露在基礎(chǔ)帽外面。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知(5)隧道內(nèi)宜采用集中接地，其架空地線在有軌道電路區(qū)段接在扼流變壓器線圈中性點 (一般1200~1500m)或連接到接地體，隧道內(nèi)接地線應(yīng)和隧道壁、拱圈密貼(或埋入隧道壁內(nèi))，并應(yīng)通過地線卡固定牢固，且與帶電體的距離符合設(shè)計要求。(6)接地線地面部分涂防腐漆，地下部分涂防腐油，連接牢固可靠，連接處除銹，并涂電力復(fù)合脂。(7)接觸網(wǎng)支柱的上部、下部接地線宜采用截面積不小于70mm2的鍍鋁鋅鋼絞線，接地線平直，無明顯彎曲，防銹漆無脫落和漏涂現(xiàn)象，埋入地下部分不小于100

mm。鍍鋅地線的鍍層完好。(8)沿支柱敷設(shè)的接地線原則上安裝在支柱田野側(cè)，上、下部地線應(yīng)安裝在支柱同一側(cè)，并用抱箍固定在支柱上。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知(9)距接觸網(wǎng)帶電體5m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)(如橋欄桿、水鶴、天橋、信號機、防護柵等)及隔離(負荷)開關(guān)、避雷器、附加導(dǎo)線遠離鐵路的支柱、無架空地線及回流線區(qū)段的零散支柱及行人多的地方和站臺上的支柱、回流線兩端下錨處、架空地線兩端下錨處等均應(yīng)按設(shè)計要求設(shè)接地極。接地極的接地電阻值不得大于表13-1規(guī)定。(10)接地裝置宜采用鋼材，接地裝置的導(dǎo)體截面應(yīng)符合熱穩(wěn)定和機械強度的要求。接地極埋入地下深度不低于800mm，且呈“一”字排開。垂直接地體應(yīng)垂直打入，并與土壤保持良好接觸；水平接地體應(yīng)平直，無明顯彎曲，地溝底面平整，不應(yīng)有石塊或其他影響接地體與土壤緊密接觸的雜物。除接地體外，接地體的引出線應(yīng)作防腐處理；使用鍍鋅扁鋼時，引出線的螺栓連接部分應(yīng)補刷防腐漆。(11)接地線(體)的連接應(yīng)采用搭接焊，其焊接長度扁鋼寬度的2倍(且至少三個棱邊焊接)或圓鋼直徑的6倍。項

目接地電阻值/Ω距接觸網(wǎng)帶電體5

m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)≤10隔離(負荷)

開關(guān)、避雷器≤10回流線、架空地線≤10附加導(dǎo)線遠離鐵路、站臺上的支柱≤30避雷線≤10任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知表13-1接地極的接地電阻值任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知(12)接觸網(wǎng)上的避雷器的接地極距通信、信號電纜應(yīng)在3m以上，在地形條件限制達不到3m時，應(yīng)加絕緣防護，但最小距離不得小于1m，接地體扁鋼與通信電纜無法避免交叉時，交叉垂直距離不得小于0.5m，并應(yīng)加絕緣防護，交叉角為90°。(13)架空地線最大弛度時距地面最低高度：居民區(qū)≥6m，非居民區(qū)≥5

m。架空地線與帶電體間的距離滿足安全距離，注意架空地線附近不得有危樹。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知2.

高鐵綜合接地技術(shù)要求(1)在綜合接地系統(tǒng)中，建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備在貫通地線接入處的接地電阻不應(yīng)大于1Ω。(2)對于綜合接地接入物必須進行單端接入，不能構(gòu)成電流回路，尤其是對于電纜外殼，構(gòu)筑物鋼筋均應(yīng)單端接入，不能形成通路，以免燒損設(shè)備破壞絕緣及對構(gòu)筑物強度產(chǎn)生影響。(3)電力、接觸網(wǎng)等強電設(shè)備、設(shè)施接地連接線不得進入通信信號溝槽內(nèi)。(4)橋梁、隧道、無砟軌道、接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)物內(nèi)的接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用結(jié)構(gòu)物中的非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體；當沒有結(jié)構(gòu)鋼筋可以利用時，可增加專用的接地鋼筋；當自然接地體的接地電阻達不到要求時應(yīng)增加人工接地體；為防止對預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響，預(yù)應(yīng)力鋼筋不應(yīng)接入綜合接地系統(tǒng)。(5)接地裝置通過結(jié)構(gòu)物內(nèi)預(yù)埋的接地端子與貫通地線可靠連接。接地端子直接澆筑在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，表面與結(jié)構(gòu)面平齊。任務(wù)一

接觸網(wǎng)接地的認知(6)構(gòu)筑物內(nèi)兼有接地功能(含連接)的結(jié)構(gòu)鋼筋和專用接地鋼筋應(yīng)滿足：接觸網(wǎng)短路

電流不大于25kA時，鋼筋截面不應(yīng)小于120mm2(或直徑不小于14mm)；接觸網(wǎng)短路電流大于25kA時，鋼筋截面不應(yīng)小于200mm2(或直徑不小于16mm)。當構(gòu)筑物內(nèi)兼有接地功能(含連接)的結(jié)構(gòu)鋼筋的截面不滿足要求時，可將相鄰的二根鋼筋并接使用無需改變鋼筋的間距(須總截面滿足上述要求)或局部更換直徑為14mm或16mm的鋼筋。結(jié)

構(gòu)物內(nèi)的接地鋼筋之間要求可靠焊接，保證電氣連接。(7)接觸網(wǎng)單獨設(shè)置的防雷接地體(極)在貫通地線上的接入點與其他設(shè)備在貫通地線上的接入點間距不應(yīng)小于15m。(8)27.5kV電纜、開關(guān)、避雷器、架空地線接地電阻值不應(yīng)大于10Ω，零散的接觸網(wǎng)支柱接地電阻值不應(yīng)大于30Ω。接地裝置的檢查維護分工人數(shù)要求作業(yè)內(nèi)容作業(yè)人員2人

(含互檢人)接觸網(wǎng)工；安全等級二級及以上；掌握接地電阻測量技能；熟練掌握作業(yè)標準①綜合接地包含單體設(shè)備接地的檢修及

測量。②電纜接地包含電纜鎧裝和屏蔽層接地檢修及測量。③避雷線、避雷器接地的檢修及測量。④回流接地裝置的檢修及測量。⑤軌回流、地回流狀態(tài)檢修互檢人1人接觸網(wǎng)工；安全等級三級及以上；掌握高空作業(yè)檢修技能；熟練掌握作業(yè)標準對檢修作業(yè)進行監(jiān)督，做好相關(guān)記錄任務(wù)二

接地裝置的檢查維護一、作業(yè)準備1.人員準備人員清單，如表13-2所示。注：其他作業(yè)人員(如接地人員)在此不一一列出。表13-2人員清單序號名

稱規(guī)格或型號單位數(shù)量備

注1鋼卷尺10m把12鋼絲刷把13斷線鉗把14揋彎器臺15工具包個26接地電阻測試儀臺17鐵鍬把28短接線套19兆歐表2500V臺110接地螺栓專用扳手把111電工工具套作業(yè)人員人均1套任務(wù)二

接地裝置的檢查維護2.工具準備工具清單，如表13-3所示。表13-3工具清單序號名

稱規(guī)格或型號單位數(shù)量備

注1黃油kg適量2螺母套適量3電力復(fù)合脂kg適量4接地裝置并溝線夾套25接地裝置線夾套26接地裝置鋼筋kg適量7扁油刷個48抹布kg適量9毛刷套210防銹漆kg適量11砂紙Kg適量任務(wù)二

接地裝置的檢查維護3.材料準備材料清單，如表13-4所示。表13-4材料清單任務(wù)二

接地裝置的檢查維護二、作業(yè)程序圖作業(yè)流程圖，如圖13-1所示。圖13-1作業(yè)流程圖任務(wù)二

接地裝置的檢查維護三、檢修程序1.

檢修作業(yè)方法及標準要求(1)接觸網(wǎng)支柱接地檢修內(nèi)容，如圖13-2所示。①外觀檢查接地線是否完整、有無丟失，規(guī)格型號是否符合設(shè)計。②接地線有無斷裂、損傷銹蝕。③支柱接地端子連接是否良好，有無松動。④與綜合貫通地線T接點端子連接是否良好、測量接地電阻是否符合規(guī)定。⑤是否標有接地標志。(d)綜合貫通地線T

接點接觸網(wǎng)支柱接地任務(wù)二

接地裝置的檢查維護(a)支柱連接支線及連接點(c)橋梁地段接地標志圖13-2(b)路基地段接地標志任務(wù)二

接地裝置的檢查維護(2)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)接地裝置檢修內(nèi)容，如圖13-3所示。①檢查接地線與隔離開關(guān)底座(或上部接線端子)連接是否良好。②接地線規(guī)格型號是否符合設(shè)計，沿支柱固定是否可靠，有無斷股及損傷。③檢查接地線與下部中間接地端子、綜合貫通地線T接點端子連接是否良好；測量接地電阻是否符合規(guī)定。④下部中間接地端子、綜合貫通地線T接點是否標有明顯的接地標志，并注明所連接的設(shè)備名稱。⑤采用接地極設(shè)備單獨接地時與接地極的連接是否良好，并測量接地電阻是否符合規(guī)定。⑥開關(guān)機構(gòu)箱外殼接地線與機構(gòu)箱、下部中間接地端子、綜合貫通地線T接點端子連接是否良好，測量接地電阻是否符合規(guī)定。(b)下部中間接地端子圖13-3接觸網(wǎng)隔離開關(guān)接地裝置(a)開關(guān)本體連接點(3)電纜外鎧及屏蔽層接地檢修內(nèi)容，如圖13-4所示：①檢查電纜外鎧及屏蔽層接地線有無燒傷、斷股及損傷。②檢查電纜外鎧及屏蔽層接地線與支架底座(或上部接線端子)連接是否良好。③接地線規(guī)格型號是否符合設(shè)計。④電纜外鎧及屏蔽層紅外線測溫是否超標。任務(wù)二

接地裝置的檢查維護圖13-4電纜外鎧及屏蔽層接地(b)電纜外鎧及屏蔽層接地連接點(a)電纜外鎧及屏蔽層接地連接點任務(wù)二

接地裝置的檢查維護(4)避雷器、避雷線接地檢修內(nèi)容：①檢查避雷器、避雷線接地線與支架底座(或上部接線端子)連接是否良好。②接地線規(guī)格型號是否符合設(shè)計，沿支柱固定是否可靠，有無斷股及損傷。③檢查接地線與計數(shù)器，計數(shù)器外殼與PW線連接，計數(shù)器外殼與下部中間接地端子或綜合貫通地線T接點端子連接是否良好，測量接地電阻是否符合規(guī)定，如圖13-5所示。④下部中間接地端子、綜合貫通地線T接點是否標有明顯的接地標志，并注明所連接的設(shè)備名稱。⑤采用接地極設(shè)備單獨接地時與接地極的連接是否良好，并測量接地電阻是否符合規(guī)定。圖13-5避雷器與計數(shù)器、外殼接地連接點任務(wù)二

接地裝置的檢查維護(5)回流裝置吸上線與保護線(或回流線)、扼流變中性接線端子檢修內(nèi)容，如圖13-6所示：①吸上線與保護線(或回流線)連接應(yīng)牢固，檢查并溝線夾型號與線型是否匹配，螺栓是否緊固，是否有銅鋁過渡措施。②吸上線型號及數(shù)量是否符合設(shè)計，有無損傷。③吸上線與扼流變中性端子連接是否牢固，有無燒傷、斷股及過熱變色現(xiàn)象。④N線電纜、吸上線及支柱接地線等與信號電纜同溝敷設(shè)檢修內(nèi)容：所有N線、吸上線及與綜合貫通地線連接各支線，均應(yīng)避免與信號電纜同溝敷設(shè)，無法避免時應(yīng)采取水泥板、防火泥等可靠的物理隔離措施，上述處所均應(yīng)揭板檢修。⑤供電線及供電線支柱接地線檢修內(nèi)容：對供電線桿架空地線集中接地的處所，需檢查架空地線兩端終端與供電線桿接地跳線是否連接及連接狀態(tài)。圖13-6回流裝置吸上線與保護線(或回流線)、扼流變中性接線端子(a)

吸上線與保護線的連接(b)N

線、吸上線與扼流變中性接地端子的連接

(c)N線、吸上線與扼流變中性接地端子的連接任務(wù)二

接地裝置的檢查維護任務(wù)二

接地裝置的檢查維護2.

接地電阻測量方式(1)接地體接地電阻測量方法(ZC-8、ZC-7型接地電阻表)

。①沿被測接地極E′使電位探測針P′和電流探測針C′依直線彼此相距20m，且電位探測針P′插于接地極E′探測針C′之間，如圖13-7(a)、(b)所示。②用導(dǎo)線將E′、P′、C′接于儀表相應(yīng)的端鈕。(a)3端鈕接地電阻測量儀的接線(b)4端鈕接地電阻測量儀的接線圖13-7接地電阻測量③將儀表放置水平位置，檢查檢流計應(yīng)指在中心線上(即零線)，否則可用調(diào)零器將其調(diào)整指于中心線。④將“倍率標度”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機搖把，同時旋動“測量標度盤”使檢流計指針指于中心線。⑤緩慢搖動接地電阻表使檢流計的指針接近平衡時，加快搖把的轉(zhuǎn)速，使其達到平均120r/min，調(diào)整“測量標度盤”使指針指于中心線上。⑥如“測量標度盤”的讀數(shù)小于1時，應(yīng)將“倍率標度”置于較小標度倍數(shù)，再重新調(diào)整“測量標度盤”以得到正確讀數(shù)。⑦“測量標度盤”的讀數(shù)乘以“倍率標度盤”的倍數(shù)即為所測的接地電阻值。任務(wù)二

接地裝置的檢查維護任務(wù)二

接地裝置的檢查維護⑧注意事項：當接地極E′和電流探測針C′之間距離大于40m時，電位探測針P′的位置可插在離開E′、C′中間直線幾米以外，其測量誤差可忽略不計。當接地極E′、電流探測針C′之間的距離小于40m時，則應(yīng)將電位探測針P′插于E′與C′的直線中間；當用四鈕端(0~1/10/100)Ω規(guī)格的儀表測量小于1Ω電阻時應(yīng)將C2P2接線端鈕的聯(lián)接片打開，分別用導(dǎo)線聯(lián)接到被測接地體上，以消除測量時聯(lián)接導(dǎo)線電阻而產(chǎn)生的誤差(如圖13-8所示)。圖13-8ZC-7型接地電阻表任務(wù)二

接地裝置的檢查維護(2)鉗型接地電阻測試儀(卡流表)s2301使用方法，如圖13-9所示：圖13-9鉗型接地電阻測試儀(卡流表)s2301任務(wù)二

接地裝置的檢查維護①當儀器正常開機后，儀器自動處于電流A測量模式，按Ω鍵切換到電阻測量模式。②用鉗頭卡住待測電極或接地棒或?qū)⑿璞粶y導(dǎo)線放置在卡口中心位置。③若此時顯示器上出現(xiàn)“---”和鉗頭符號“?”，則表示鉗頭是開啟的，

閉合不完全，應(yīng)按壓儀器扳機數(shù)次，重新閉合鉗頭，待鉗頭符號消失，則進入正常測量狀態(tài)。④從顯示器上讀取當前測量值。⑤當顯示器上出現(xiàn)雜訊符號“noise”時，表示回路有干擾電流，此時的電阻測量值不準確，需要重新測量。⑥一般情況下接觸網(wǎng)支柱、開關(guān)、避雷器、吸流變壓器及架空接地裝置下錨處測量接地電阻時使用鉗型卡流表測量，線下供電線支柱使用ZC-8、ZC-7型接地電阻表測量。任務(wù)二

接地裝置的檢查維護四、檢修技術(shù)標準(1)接觸網(wǎng)支柱、隧道埋入件及距接觸網(wǎng)帶電部分5m以內(nèi)的所有金屬結(jié)構(gòu)均應(yīng)接地。(2)支柱下部