地铁带接地刀闸隔离开关接地方式的探讨.pdf

地铁带接地刀闸隔离开关接地方式的探讨 赵海军 城市轨道交通 33 地铁带接地刀闸隔离开关接地方式的探讨 赵海军 摘 要 针对地铁架空接触网带接地刀闸隔离开关的 3 种刀闸接地方式 从系统原理进行对比分析 认为通过 钢轨至负极的方式比较合理 建议工程中采用接地刀闸接至钢轨方式 关键词 隔离开关 接地刀闸 接地方式 探讨 abstract in accordance with three types of blade earthing modes for disconnector with earthing switch blades of overhead contact line in subway by comparison based on the system principles it obtains the conclusion that the mode connecting from rail to negative pole is rather reasonable and proposes to adopt the mode connecting the earthing blades to the rail during construction key words disconnector earthing blade earthing mode discussion 中图分类号 u225 4 5 文献标识码 b 文章编号 1007 936x 2009 02 0033 03 0 引言 在地铁车辆段检修库的某股道上进行检修作 业时 为确保安全 须将该股道上方的接触网与其 他接触网隔离分开并进行保证安全的等电位连接 根据 地铁设计规范 gb 50157 2003 的规定 地铁车辆段检修库入口处应设电分段 每一库线接 触网应设隔离开关 在工程实际应用时 架空接触 网一般在库门口处采用分段绝缘器作为电分段 并 采用带接地刀闸的隔离开关 当该开关打开时 接 地刀闸会上旋与库内侧开关接线排接触 从而使库 内侧接触网接地 但 地铁设计规范 对接地刀闸如何接地未作 相关规定 在检修库内 接地刀闸一般有 3 种接地 方式 接至钢轨 接至架空地线 接至库内地网 而现行的运营维护组织规程要求维修开始前必须 加挂接地线 即人工通过接地线将接触网与钢轨连 接 当隔离开关打开后 将接地线挂在接触网上 然后通过接地线夹将接地线夹紧在钢轨上 下文就 接触网上加挂人工接地线时 隔离开关接地刀闸接 地方式进行探讨 1 直流供电系统对接地的要求 根据 地铁设计规范 第 14 1 13 条规定 直 流牵引网正 负极均不接地 负极不接地主要是为 作者简介 赵海军 中铁电气化勘测设计研究院有限公司 高级工程师 天津 300250 电话 022 58583920 了减少杂散电流危害 目前 我国地铁线路绝大多数采用钢轨作为回 流轨接至负极 因此一般要求钢轨绝缘安装 保证 钢轨与大地之间的过渡电阻值不小于 15 km 为了安全 在库内的钢轨一般通过钢轨电位限 制装置接地 图 1 轨电位大于设定限制值时 电位限制装置将钢轨与大地导通 图 1 钢轨电位限制装置接地示意图 在检修库内 如果在检修时将钢轨接地 虽然 某一股道接地检修的时间不长 但当库内股道较多 或者检修作业频繁时 就相当于将钢轨 永久 接 地 因此考虑库内带接地刀闸隔离开关接地方式 时 应该避免出现将钢轨与地网接通的情况 2 接地刀闸的 3 种接地方式 库门口电分段及带接地刀闸隔离开关设置示 意图如图 2 所示 带接地刀闸隔离开关闭合状态如图 3 所示 当 开关打开时 接地刀闸会上旋与库内侧开关接线排 城市轨道交通 电气化铁道 2009年第 2期 34 接触 从而使库内侧接触网接地 接地刀闸有 3 种接地方式 接地刀闸接钢轨 接地刀闸接架空地线 接地刀闸接库内地网 图 2 库门口电分段及开关接地设置示意图 图 3 带接地刀闸隔离开关 闭合状态 例图 1 接地刀闸接钢轨 由于安装方式以及接 触网开关结构的原因 开关底座是与架空地线相连 接 要实现开关打开时 库内接触网通过接地刀闸 与钢轨连接 安装隔离开关时应将其接地刀闸与开 关底座绝缘 接地刀闸通过电缆与钢轨焊接 开关 底座与架空地线连接 2 接地刀闸接架空地线 在该接地方式中 隔离开关的接地刀闸与开关底座间采用不绝缘安 装 开关底座始终与架空地线连接 开关打开时 库内接触网通过接地刀闸与架空地线连接 3 接地刀闸接库内地网 在该接地方式中 隔离开关的接地刀闸与开关底座为不绝缘安装 开 关底座与架空地线连接 开关打开时 库内接触网 通过接地刀闸与专用地网连接 3 接地方式原理分析 首先介绍一下牵引变电所内综合接地模式 钢 轨直接与系统负极相连通 架空地线接至变电所地 网 钢轨与变电所地网之间通过钢轨电位限制装置 连通 排流柜在工程前期不投入使用 就接地刀闸接至钢轨方式而言 接地刀闸与底 座间采用绝缘安装 因此其系统模型可简化为图4 图 4 接至钢轨方式的系统模型简化图 从图 4 可以看出 库内接触网在断开进行正常 检修时其电位始终与库内钢轨电位一致 而库内钢 轨电位受钢轨电位限制装置控制 不会危及人身安 全 当库内正在检修接触网与带电接触网导通时 由于刀闸接地线与钢轨可靠焊接 因此人工接地线 不会出现烧蚀现象 另外 库外架空地线及接触网 遭受雷击时 由于该处被断开的接触网均不与之连 接 所以不会受到侵入波的直接影响 对于接地刀闸接至架空地线方式 系统模型简 化如图 5 所示 在正常检修时 库内接触网的电位始终与所内 地网电位一致 但由于人工接地线的存在 意味着 库内钢轨与所内地网接通 图 5 接至架空地线方式的系统模型简化图 同时还存在其他问题 1 库内所有钢轨连成一体通过单向导通装 置与库外钢轨连通 当其他库线有机车运行时 其 钢轨电流可通过人工接地线 架空地线流至所内地 接地刀闸 地铁带接地刀闸隔离开关接地方式的探讨 赵海军 城市轨道交通 35 网 形成杂散电流泄漏 2 当库内已被接地的接触网与带电接触网 导通时 人工接地线又将起到短路电流通路作用 3 当其他接触网对架空地线发生短路时 由于该处相当于将架空地线与钢轨连接 短路电流 可以经过人工接地线和钢轨回至负极 人工接地线 又将起到电流通路作用 在上述 3 种情况下 当回路中某点连接不可靠 时就会出现拉弧 烧蚀现象 另外 当库外架空地 线遭受雷击时 该处可能受到雷电侵入波的危害 对于接地刀闸接至库内单独地网的方式 系统模型 简化如图 6 所示 与接地刀闸接至架空地线方式相 比 增加了一个库内接地点 原理上二者并无区别 图 6 接至库内单独地网方式的系统模型简化图 3 种刀闸接地方式对比见表 1 由表 1 可以看 出 接地刀闸接至钢轨方案较其他方案更合理 表 1 3 种接地方式对比表 接地方式 负极与地网关系 被检修接触网电位人工接地线作用刀闸接地线作用 库外遭受雷击 接地刀闸 接钢轨 满足规范要求 与钢轨等电位 起等电位作用 短路电流的主要通 路 不受侵入波影响 接地刀闸 接架空地线 负 极 与 地 网 导 通 不满足规范 要求 与所内地网 等电位 起等电位作用 也 是部分短路电流 的通路 库内其他带电接触 网对钢轨短路时 被 检修接触网电位可 能会升高 电位可能会瞬时升 高 存在安全隐患 接地刀闸 接库内地网 负 极 与 地 网 导 通 不满足规范 要求 与当地地网 等电位 起等电位作用 也 是部分短路电流 的通路 被检修接触网电位 不会升高 电位可能会瞬时升 高 存在安全隐患 4 其他方案的可行性分析 目前 接地刀闸接至架空地线和接至地网方 式 因其将供电系统负极与地网接通 所以在进行 检修作业时均违反了 地铁设计规范 的规定 要使上述接地方式不违反 地铁设计规范 规 定的方法有 2 种 取消人工接地线 将人工接地线 接至单独地网 但是仍然无法避免库外雷电侵入波 对库内接触网的影响 存在安全方面的隐患 5 结束语 在库内将隔离开关所带的接地刀闸接地时 必 须禁止将架空地线与钢轨连通的情况发生 通过以上简要分析 接地刀闸接至钢轨方案比 其他几种方案更合理 因此在工程中建议采用接地 刀闸与开关底座绝缘安装的隔离开关 接地刀闸接 至钢轨的方案 收稿日期 2009 01 15 上接第 32 页 待第二天立好支柱装好支装后即 可归位拆除 经现场试验 效果不错 3 结束语 新丰编组场号称在建亚洲最大编组场 既有接 触网改造工程量很大 通