《京沪高铁综合接地系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《京沪高铁综合接地系统（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、京沪高铁综合接地系统京沪高速铁路综合接地系统高速电气化铁路由于列车运行速度高、电流大和行车密度高，而且高速铁路大局部为全封闭高架线路，致使钢轨对地泄漏电阻较大；高速电气 化铁路的牵引负荷电流、故障短路电流和钢轨泄漏电阻均较既有一般铁路 显著增大，从而造成高速电气化铁路的钢轨电位急剧增高，并对旅客及某 些设备的安全构成威逼，因此京沪高速铁路的接地系统必需满足相关标准 的要求。高速电气化铁路的钢轨泄漏电阻较大一般是高架或高路堤区段，一般不能依靠钢轨作为根本接地体；牵引网短路电流和牵引回流对沿线相关 电气设施和人身安全产生影响，在高速铁路沿线有限的范围内通过综合接 地系统加以防护；接地系统的实现应由
2、电气化桥、梁、隧道、路基、站场、轨道和信号等专业协调完成。一、 接触电压和钢轨电位的安全标准依据欧洲EN50122-1标准，接触电压和钢轨电位在不同状况下的安全标 准如表1所示。在该表中，钢轨电位的允许值按与钢轨相2距m作为监测点和防护点。对于各种供电方式，在一般状况下影响钢轨电位的最主要因素在 于钢轨对地的泄漏电阻。表1 接触电压和钢轨电位的安全标准工作条件接触电压V正常、长期运行60故障、短时运行0.1s842降低钢轨电位的措施主要包括：降低钢轨泄漏电阻、在线路的上下行各架设一根保护线、在钢轨与保护线间每隔确定距离作屡次横向联结CPW 线、在复线上下行轨道间作横向联结线CB、增设附加地线和
3、附加接地极来加强回流电路、实行等电位联结、在车站站台外表作绝缘处理或设置 钢轨电位限制装置、减小故障时开关的跳闸时间等。二、 接地系统的方案构成及其仿真模拟计算1. 总体方案高速牵引网的接地系统包括双重绝缘和直接接地两种方式。牵引网的双重绝缘方式为通过保护线和放电间隙接钢轨来实现闪络保护，保护线每 隔35km与钢轨相联结，上下行钢轨间实行多点并联；但这种接地方式存在以下缺点：1牵引网构造简洁，2放电间隙成为接地系统中的关键设 备，而且接地效果不如直接接地牢靠和安全。牵引网的直接接地方式为保护线直接与钢轨相联结且保护线不设绝 缘，这种接地方式可为供电设备供给安全、牢靠和稳定的接地。为避开接 地效
4、果受钢轨泄漏电阻的影响，在钢轨四周敷设一根接地线，保护线和钢 轨每隔12km与接地线相联结；假设不设该接地线，则保护线每隔1km左右设一处接地极，而且接地电阻一般1在0 以下；同时该接地线还可作为京沪 高速铁路沿线的综合接地体，统一考虑各类设备的工作接地和安全接地， 削减不同系统之间由于地网而引起的相互干扰。建议京沪高速铁路牵引供电系统中接触网的接地系统承受综合接地线的直接接地方式。高速牵引网的综合接地系统主要由钢轨、保护线、接地 线、扼流圈、CPW线、CB线、钢轨与接地线间的联结线GE线和接地极等局部构成。在车站站台范围内，当钢轨电位仍不能满足安全电位要求时，车站站台外表需作绝缘处理或设置钢
5、轨电位限制装置。2. 计算条件l 电力系统短路容量：4000MVA；l 牵引变压器承受单相接线次，边的中点引出并接于钢轨额，定容量为63MVA，阻抗电压为12；l 牵引网额定电压225kV，额定频率50Hz；l 供电臂长度30km，AT所间距为15km；l 土壤电阻率50Wm；l 牵引网导线型号：接触线CuSn-150，承力索THJ-120，正馈线LGJ-240，保护线LGJ-120，钢轨P60，接地线TJ-95(带铅护套)；l 上下行接触网和正馈线分别在供电臂首端中、间AT所和末端分区所处实现并联运行；l CPW线、CB线和GE线的间距均为1.5km。综合接地线初步选用带铅护套的铜绞线截，面
6、为95mm2。从电气化专业角度来说，在线路上行或下行设置一根综合接地线即可满足本专业的要求， 上下行是否需要同时设置综合接地线，可视其它专业的要求确定。综合接地线需全线贯穿，因此综合接地线必定存在接头，接头宜承受焊接方式。3. 仿真模拟结果在AT供电方式牵引网的T-R、T-F、T-PW和F-PW四种短路型式中，钢轨电位以T-R这一短路状况为最高；而且在牵引网不设置综合接地线的状况 下，钢轨最高电位随钢轨泄漏电阻的增大而增大对。于本线的高架桥区段， 钢轨泄漏电阻设定为100Wkm，当不设置综合接地线、CB线和GE线的状况下，牵引网T-R短路时的钢轨最高电位曲线如1图所示。T-R短路时钢轨最高电位
7、曲线高架桥区段且无综合地线状况600050004000)V 3000(20231000001234578910 11 12 13 14 15 16 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 29 30(km)图1 钢轨最高电位曲线1对于本线的高架桥区段，钢轨泄漏电阻设定1为00Wkm，综合接地线需按50m的间距作接地极，其接地电阻为4W，此时牵引网T-R短路时的钢轨最高电位曲线如图2所示,高速列车在正常运行时的钢轨最高电位曲线如图 3所示。T-R短路时钢轨最高电位曲线高架桥区段1800160014001200)V(1000800600400200001234678910 11
8、 12 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 29 30(km)图2 钢轨最高电位曲线2列车正常运行时钢轨最高电位曲线高架桥区段14012010080)V(60402000123456789 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29(km)图3 钢轨最高电位曲线3列车正常运行T-R短路时钢轨最高电位曲线路基区段1800160014001200)V(1000800600400200001234578910 11 12 13 14 15 16 18 19 20 21 22 23 2
9、4 25 26 27 29 30(km)对于本线的隧道区段，钢轨泄漏电阻设定为15Wkm，综合接地线需按50m的间距作接地极，其接地电阻为4W，此时牵引网T-R短路时的钢轨最高 电位曲线如图4所示。图4 钢轨最高电位曲线4对于本线的高路堤区段，钢轨泄漏电阻设定为15Wkm，综合接地线需埋置在土壤中，此时牵引网T-R短路时的钢轨最高电位曲线如5图所示。T-R短路时钢轨最高电位曲线路基区段1800160014001200)V(10008006004002000012345789 10 11 12 13 14 15 16 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 29 30(km)
10、图5 钢轨最高电位曲线5由图1、图2、图4和图5可见，牵引网实行设置综合接地线等措施后， 牵引网故障状况下的钢轨最高电位已被显著降低，并在钢轨安全电位的允 许范围内；虽然高架区段和隧道、路基区段的钢轨泄漏电阻相差较大，但 在承受设置综合接地线来降低钢轨最高电位的措施后，两者已根本接近， 这说明此时钢轨最高电位值与钢轨泄漏电阻的大小关系不大；虽然钢轨电 位在两CPW线的中部四周较高，但综合接地线的电位已显著降低，如6所图250T-R短路时地线最高电位曲线高架桥区段200150)V(1005000123456789 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
11、 25 26 27 28 29(km)示；另外牵引变电所四周5km范围内为钢轨电位防护的重点区域在，牵引变 电所四周的车站站台外表可考虑实行绝缘措施。图6 综合地线最高电位曲线三、 综合接地系统的实施方案1. 综合接地线的设置位置在高架桥和隧道区段，综合接地线为带绝缘外皮的铜绞线，并承受设置于电缆槽中的方式，综合接地线的引出线承受水平引出的方式。对于高 架线，将在桥墩处预留的接地端子以确定的间距约50m与综合接地线相连；对于地下隧道，利用隧道钢筋的纵横向电气牢靠连接作为自然接地体， 将在隧道侧壁处预留的接地端子以确定的间距约50m与综合接地线相连。 需留意的是，预应力钢筋不允许接在接地装置上。
12、在路堤区段，综合接地线为裸铜绞线，并承受直埋于路基土壤中的方式，其埋设深度为路肩以下1米处暂定，需与土建单位协商，这样综合接地线的接地电阻较小且经济。考虑到电气化接触网支柱根底、电缆槽的 施工需在路基碾压成形此时综合接地线已经施工完毕之后进展，为减 少对接触网支柱根底和电缆槽等的施工影响，建议综合接地线设于接触网 支柱根底的外侧，综合接地线的引出线承受水平引出的方式，7如所图示。图7 综合接地系统的初步实施方案路基区段2. 综合接地线的引出要求综合接地线应按通信、信号及电气化等专业的接地要求每隔确定距离作出引出线。引出线的一端与综合接地线承受铜材质并沟线夹进展连接；另一端供相关专业电气设备接地
13、用并与之连接。在牵引供电系统中，应保证牢靠的牵引回流导向和接触电压防护，高速电气化铁路牵引网的接地系统示意图如8所图示，对于综合接地系统，该接地线在牵引变电所、AT所、分区所和车站动力变电所处应与地网牢靠连接，这样综合接地线就为沿线的供电设备和栏杆等供给了接地措施。以上 为高速铁路牵引供电系统对牵引网接地处理的初步方案，该方案还未与其 它专业进展具体协作，对于电气化专业而言，综合接地线的引出线位置和 间距应与信号专业共同协商处理，并视线路不同状况连续对该综合接地系 统进展优化。图8 牵引网接地系统示意图附件：法国大西洋线综合接地系统图路基区段台湾高速铁路综合接地系统图高架区段德国高速铁路接地系统图
