左秀杰

【摘要】本文主要分析不同高速公路供電方式下，接觸網(wǎng)吸上線設(shè)置對(duì)軌地電位的影響，另外針對(duì)性分析了吸上線設(shè)置對(duì)軌地電位的影響，同時(shí)將高速鐵路具體情況與設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行有關(guān)結(jié)合，總結(jié)出吸上線的基本設(shè)置原則。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；接觸網(wǎng)；吸上線設(shè)置；軌地電位

牽引回流系統(tǒng)中有一個(gè)很重要的部分就是鋼軌，鋼軌阻性連接地表面，大地回流和鋼軌上通過(guò)牽引電流時(shí)形成大地與鋼軌的電勢(shì)差就叫鋼軌單位。架空PW線并聯(lián)鋼軌所形成的回流通道時(shí)電氣化鐵路設(shè)置的一般原則，回流線并聯(lián)鋼軌形成的通道即為吸上線。牽引回流要想返回到回流線，必須借助吸上線才能完成，使鋼軌中的電流有了明顯下降，因此使得鋼軌電位也出現(xiàn)下降[1]。

1.高速鐵路吸上線設(shè)置與軌地電位的關(guān)系

1.1高速鐵路常用的供電方式

主要有兩種，一種屬于直接供電方式，這種方式帶有回流線，回流線位于與接觸網(wǎng)相同的桿上，相隔一段距離后回流線就會(huì)連接鋼軌，主要借助吸上線完成，這種方式不但可以抗干擾，還能對(duì)線的特性給予一定保護(hù)。另一種為AT供電方式，該方式其主要作用的就是AT供電系統(tǒng)，主要組成包括鋼軌、正饋線、自耦變壓器、保護(hù)線以及接觸導(dǎo)線，該系統(tǒng)可以使多數(shù)機(jī)車(chē)電流流回到牽引變電所中，主要借助鋼軌和保護(hù)線。

1.2吸上線設(shè)置對(duì)鋼軌電位的影響

鋼軌單位長(zhǎng)度的下降能夠使鋼軌電位得到降低，回流線并聯(lián)鋼軌形成的通道回流即為接觸網(wǎng)回流，因此回流線以及鋼軌的材質(zhì)和吸上線的設(shè)置能夠決定回流路徑單位長(zhǎng)度綜合阻抗[2]。如果將吸上線盡量增加設(shè)置的數(shù)量，保證回流線我能成橫聯(lián)鋼軌，通過(guò)其分流作用的利用，能夠使回流路徑單位長(zhǎng)度的綜合阻抗得到明顯下降，也就是說(shuō)，吸上線具有越小的間隔距離，就會(huì)得到越低的軌地電位。

由于高速鐵路接觸網(wǎng)吸上線連接軌道是借助信號(hào)專(zhuān)業(yè)扼流變壓器完成，吸上線之間的隔間距離必須符合信號(hào)專(zhuān)業(yè)規(guī)范要求：兩個(gè)完全橫向連接線之間的距離必須大于1200m，同時(shí)需要增加一個(gè)簡(jiǎn)單的橫向連接于兩者之間。

2.吸上線設(shè)置與軌地電位的規(guī)范要求

設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)的回流與接地時(shí)必須保證上行和下行的保護(hù)線需要依照已經(jīng)確定過(guò)的距離設(shè)過(guò)軌并聯(lián)，同時(shí)連接綜合接地系統(tǒng)；保護(hù)線連接鋼軌時(shí)需要借助信號(hào)扼流圈中點(diǎn)完成，兩者之間的間隔需要在1500m以下，同時(shí)與綜合接地系統(tǒng)連接，具體接入點(diǎn)與間隔需要通過(guò)牽引供電專(zhuān)業(yè)與信號(hào)專(zhuān)業(yè)相配合進(jìn)行檢算，檢算必須保證鋼軌地位符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1樞紐直接供電方式下吸上線設(shè)置與軌地電位的關(guān)系

兩者之間的關(guān)系分為正常運(yùn)行狀態(tài)和短路狀態(tài)兩種，正常運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)車(chē)牽引電流是1000A，大地導(dǎo)電率為3333Ω.m，鋼軌漏泄電阻為100Ω.km。根據(jù)計(jì)算得知，當(dāng)兩吸上線之間為1.8km時(shí)，鋼軌電位為118.7V；當(dāng)兩吸上線之間為1.7km時(shí)，鋼軌電位為116.4V；當(dāng)兩吸上線之間為1.6km時(shí)，鋼軌電位為114.5V；當(dāng)兩吸上線之間為1.5km時(shí)，鋼軌電位為112.2V。從計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，兩吸上線之間距離為1.8km時(shí)，與規(guī)范允許值最為接近。

短路狀態(tài)下外部電源短路容量為10000MVA，牽引變壓器安裝容量為（40+40）MVA，如果短路位置發(fā)生在變電所出口1km，則大地導(dǎo)電率為3333Ω.m，鋼軌漏泄電阻為100Ω.km。通過(guò)計(jì)算，當(dāng)兩吸上線之間為2.8km時(shí)，鋼軌電位為1662V；當(dāng)兩吸上線之間為2.6km時(shí)，鋼軌電位為1602V；當(dāng)兩吸上線之間為2.4km時(shí)，鋼軌電位為1532V；當(dāng)兩吸上線之間為2.2km時(shí)，鋼軌電位為1421V；當(dāng)兩吸上線之間為2km時(shí)，鋼軌電位為1318V；當(dāng)兩吸上線之間為1.8km時(shí)，鋼軌電位為1265V；當(dāng)兩吸上線之間為1.5km時(shí)，鋼軌電位為1137V?？梢园l(fā)現(xiàn)，2.8km為吸上線之間距離時(shí)與規(guī)范允許值最為接近。

通過(guò)正常狀態(tài)下與短路狀態(tài)下兩類(lèi)分析可以發(fā)現(xiàn)，短路時(shí)鋼軌電位更容易符合規(guī)范，正常狀態(tài)下如果吸上線間隔距離在1.8km以上，鋼軌電位值與規(guī)定最為接近。

2.2區(qū)間AT供電方式下吸上線設(shè)置對(duì)軌地電位的影響

該供電方式下同樣分為正常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)下兩種情況，正常運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)車(chē)牽引電流是1000A，大地導(dǎo)電率為3333Ω.m，鋼軌漏泄電阻為100Ω.km。根據(jù)計(jì)算得知，當(dāng)兩吸上線之間為1.9km時(shí)，鋼軌電位為125V；當(dāng)兩吸上線之間為1.8km時(shí)，鋼軌電位為118.7V；當(dāng)兩吸上線之間為1.7km時(shí)，鋼軌電位為112.3V；當(dāng)兩吸上線之間為1.6km時(shí)，鋼軌電位為109.6V；當(dāng)兩吸上線之間為1.5km時(shí)，鋼軌電位為106.8V。從計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，兩吸上線之間距離為1.9km時(shí)，已經(jīng)比規(guī)范允許值高出許多。

故障狀態(tài)下外部電源短路容量為10000MVA，牽引變壓器安裝容量為（50+50）MVA，如果短路位置發(fā)生在變電所出口1km，則大地導(dǎo)電率為3333Ω.m，鋼軌漏泄電阻為100Ω.km。通過(guò)計(jì)算，當(dāng)兩吸上線之間為2.4km時(shí)，鋼軌電位為1672V；當(dāng)兩吸上線之間為2.2km時(shí)，鋼軌電位為1591V；當(dāng)兩吸上線之間為2km時(shí)，鋼軌電位為1381V；當(dāng)兩吸上線之間為1.8km時(shí)，鋼軌電位為1295V；當(dāng)兩吸上線之間為1.5km時(shí)，鋼軌電位為1137V。可以發(fā)現(xiàn)，2.4km為吸上線之間距離時(shí)與規(guī)范允許值最為接近。

通過(guò)正常狀態(tài)下與短路狀態(tài)下兩類(lèi)分析可以發(fā)現(xiàn)，故障狀態(tài)下鋼軌電位更容易符合規(guī)范，正常狀態(tài)下如果吸上線間隔距離在1.9km以上，鋼軌電位值比規(guī)定已經(jīng)超出很多，人身安全無(wú)法得到保障，通過(guò)比較，間隔為1.5km最為合適。

結(jié)束語(yǔ)

吸上線的間隔直接影響著軌地電位，由于吸上線連接需要借助信號(hào)扼流變，因此間隔必須符合規(guī)范要求，1400-1500m是設(shè)計(jì)的最佳間隔距離，如果車(chē)站較大，可以適當(dāng)增大，但是仍然需要符合規(guī)范。

參考文獻(xiàn)

[1]段廷華.高速鐵路軌回流通道施工技術(shù)研究[J].電氣化鐵道，2011，（1）：28-30.

[2]高國(guó)強(qiáng)，董安平，張雪原等.高速鐵路綜合地線的接地效果[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，46（1）：103-108.