高鐵牽引供電電纜敷設(shè)的施工方法與接地方式的選取

摘要：在鐵路行業(yè)的迅猛發(fā)展下，鐵路建設(shè)過程中單芯饋線電纜的使用越發(fā)廣泛，高速鐵路饋線電維與鐵路中的牽引網(wǎng)及牽引變電所在連接著，對穩(wěn)定傳輸鐵路電能起到了重要的作用?；诖?，文章首先分析了牽引供電電纜出現(xiàn)故障的原因，然后探討了牽引供電電纜敷設(shè)施工工藝，最后提出了牽引供電電纜鎧裝接地的幾種方式。

關(guān)鍵詞：高鐵牽引供電；電纜敷設(shè)；接地方式；交叉互聯(lián)接地；鐵路行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U225 文章編號：1009-2374（2017）06-0193-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.096

在國內(nèi)高速鐵路的迅猛發(fā)展下，在外部環(huán)境的影響下，高速鐵路牽引供電單芯電纜使用越發(fā)頻繁，結(jié)合電纜出現(xiàn)故障的一系列原因，深入分析高速鐵路牽引供電單芯電纜敷設(shè)施工工藝，鐵路供電電纜通常使用電纜溝，區(qū)間采用直埋敷設(shè)方法；電纜接地通常使用電纜鎧裝一端接地，另一端使用護(hù)層保護(hù)器接地方式。結(jié)合這兩個(gè)特征，找出與之相符的保護(hù)措施，確保鐵路系統(tǒng)的電力電纜可以穩(wěn)定有序地運(yùn)作。但結(jié)合實(shí)際情況來講，我國高速鐵路發(fā)展中還有很多問題，這些問題嚴(yán)重影響著我國高速鐵路發(fā)展水平，如何才能解決好我國高速鐵路發(fā)展中存在的問題，這是我國各大高速鐵路企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)探討的問題，解決好存在的問題后才能獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)和國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 牽引供電電纜出現(xiàn)故障的原因

牽引供電電纜出現(xiàn)故障分為三類，分別是電纜本體原因、外部施工環(huán)境的影響、施工質(zhì)量的影響，結(jié)合開通京廣高鐵運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)而言，牽引供電電纜故障是由施工質(zhì)量導(dǎo)致的，主要表現(xiàn)在牽引供電電纜施工引發(fā)牽引供電電纜本體絕緣護(hù)套出現(xiàn)損傷、接地不符合要求等。外圍施工環(huán)節(jié)會損傷著牽引供電電纜，外部施工導(dǎo)致的牽引供電電纜故障很難在短時(shí)期內(nèi)恢復(fù)，嚴(yán)重干擾著運(yùn)輸組織運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦出現(xiàn)外部施工引發(fā)的供電電纜故障必須要引起高度重視，充分利用所有有效資源，盡可能及時(shí)處理出現(xiàn)的故障。

2 牽引供電電纜敷設(shè)的施工工藝

高速鐵路供電電纜一般在變電所GIS柜與網(wǎng)點(diǎn)間供電線。在外部環(huán)境中敷設(shè)牽引供電電纜，不但施工環(huán)境有些差，而且在施工中經(jīng)常出現(xiàn)問題，因此想要保證牽引供電電纜的正常運(yùn)營，需要有關(guān)人員經(jīng)常維護(hù)和檢修牽引供電電纜，在維修和檢驗(yàn)中積累經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)地解決牽引供電電纜中出現(xiàn)的故障，最大程度上保證牽引供電電纜的正常穩(wěn)定運(yùn)作。

（1）結(jié)合實(shí)際情況來講，牽引供電電纜纜鎧裝層應(yīng)使用非磁性鎧裝層。通過調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，我國很多地方的高鐵都是鋁合金材料的，牽引供電上網(wǎng)點(diǎn)固定也是使用非磁性鎧裝層；（2）上文講到牽引供電電纜鎧裝層的材質(zhì)，鋁合金的材質(zhì)相對比來講，抗外破壞能力較低，牽引供電電纜可使用整體澆筑方法對電纜溝槽進(jìn)行敷設(shè)，在敷設(shè)的同時(shí)，使用混凝土板隔離各個(gè)牽引供電電纜，防止一條牽引供電電纜擊穿故障后對其他電纜有損傷；（3）高鐵供電電纜多數(shù)都運(yùn)用直埋方法敷設(shè)。在牽引供電電纜直埋后，一旦出現(xiàn)問題就很難找到出現(xiàn)問題的原因，應(yīng)盡量避免埋設(shè)中間接頭，盡可能減少問題出現(xiàn)的次數(shù)；（4）在牽引供電電纜敷設(shè)中，絕對不能出現(xiàn)機(jī)械拖拽電纜，防止損傷到牽引供電電纜外鎧裝層。對于一些直埋區(qū)段的牽引供電電纜盡量逐根隔離；（5）在穿越公路與鐵路的，牽引供電電纜需要敷設(shè)穿管的，牽引供電電纜應(yīng)該使用單根單管敷設(shè)方法，牽引供電電纜保護(hù)應(yīng)該使用抗腐蝕、阻燃性較強(qiáng)的管道；（6）在牽引供電電纜轉(zhuǎn)彎處和接頭電纜處，穿過軌道兩旁、建筑墻體外等都需要對電纜標(biāo)樁埋設(shè)，避免一些大型機(jī)械的碾壓，進(jìn)而損傷電纜，出現(xiàn)安全隱患，最后引發(fā)一系列的安全故障；（7）高速鐵路牽引供電單芯電纜線徑有些大，并且牽引供電電纜在彎曲中，其鎧裝層容易出現(xiàn)損失，在敷設(shè)牽引供電電纜中彎曲半徑應(yīng)該超過25倍的電纜外徑；（8）在牽引供電電纜運(yùn)行過程中，高壓電纜終端是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在電纜終端有很多牽引供電電纜故障點(diǎn)。在安裝過程中牽引供電電纜終端應(yīng)嚴(yán)格按照施工工序要求進(jìn)行，對施工工藝嚴(yán)格把控，防止由于制作因素致使電纜擊穿；（9）牽引供電電纜終端的制作過程中，引出的牽引供電電纜鎧裝裸露接地層導(dǎo)線需要做好很多方面的處理，尤其是防水處理、絕緣包纏處理，應(yīng)水平放置安裝牽引供電電纜中間接頭。

由此可見，敷設(shè)牽引供電電纜的施工工藝包括很多方面，在實(shí)際工作中也需要結(jié)合高鐵牽引供電電纜敷設(shè)的具體情況，充分利用各種資源，最大限度上做好敷設(shè)牽引供電電纜施工工藝工作，并提高敷設(shè)牽引供電電纜施工人員工作熱情，為促進(jìn)高速鐵路的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外在敷設(shè)高鐵牽引供電電纜方法中，我國也可借鑒其他國家的做法和經(jīng)驗(yàn)，借鑒并不是盲目、一味借鑒，而是應(yīng)該結(jié)合我國國情和高鐵牽引供電電纜敷設(shè)具體情況，有計(jì)劃、有目的地借鑒，這樣才能真正保證我國高鐵的穩(wěn)定安全運(yùn)作。

3 牽引供電電纜接地方式選取

3.1 一端直接接地，另一端通過護(hù)層保護(hù)器接地

將牽引供電電纜鎧裝一端直接接地，另一端在保護(hù)層保護(hù)器下接地，如圖1所示。裝設(shè)保護(hù)層的保護(hù)器端在穩(wěn)定正常運(yùn)作狀況下，對地絕緣，在牽引供電電纜鎧裝層有過電壓情況后，接地保護(hù)器可消除環(huán)流，保證供電線纜正常有序地運(yùn)作。另外一種接法就是把護(hù)層保護(hù)器端懸空，對地絕緣，如果選取這種懸空的接地方式，在做好絕緣防水工作的同時(shí)，將其固定捆扎在電纜本體上，讓其不與地面有所接觸。

3.2 兩端直接接地

在牽引供電電纜鎧裝兩端不需要使用保護(hù)裝置直接接地下，此方式日常維護(hù)量很小，在電力三芯電纜里頻繁使用，但卻很少應(yīng)用在單芯電纜鎧裝接地中，防止?fàn)恳╇婋娎|鎧裝層出現(xiàn)環(huán)流情況，對電纜有所損壞，這種接地方式較為適用于傳輸功率小、電纜長度短的場合，如圖2所示：

3.3 交叉互聯(lián)接地

如果有較長的牽引供電電纜時(shí)通常使用交叉互聯(lián)方式來接地。通過三等分電纜，每一段間中都加裝上絕緣接頭，在絕緣接頭處引出牽引供電電纜鎧裝，并在交叉互聯(lián)箱下后，在護(hù)層保護(hù)器下接地，如圖3所示。由于高速鐵路供電電流非常大，單芯電纜鎧裝會出現(xiàn)很大的感應(yīng)電壓，所以牽引供電電纜鎧裝可使用接地防護(hù)措施，進(jìn)而消除感應(yīng)電壓。結(jié)合高速鐵路牽引電單芯電纜特征，高速鐵路常常使用一端接保護(hù)層保護(hù)器、一端接地的方式。這種接地方式可以讓金屬護(hù)套的感應(yīng)環(huán)流及電壓得到相應(yīng)的減小，讓其傳輸容量得到提高。

3.4 中間接地方式

牽引供電電纜鎧裝中間節(jié)點(diǎn)。牽引供電電纜兩端在保護(hù)層保護(hù)器下接地，這種接地方式可以讓電纜的流載量及使用壽命得到提高，同時(shí)相應(yīng)的維護(hù)工作量得到減少，但結(jié)合實(shí)際情況來講，在鐵路供電中這種連接方式并不常用，如圖4所示：

3.5 分段保護(hù)接地方式

這種方式可以將其看作為懸空接地方式的一種延伸，在電纜間必須使用外屏蔽斷開的絕緣中間頭。這種分段保護(hù)的接地方式適用于電纜長度較長的，如果上網(wǎng)點(diǎn)與其牽引變電所之間的距離較長的話，便可采用這種分段保護(hù)的接地方式。

上述幾種接地方式，有的是在鐵路供電中經(jīng)常用到，有的不常用到，但每種接地方式都有其優(yōu)勢，應(yīng)結(jié)合鐵路供電系統(tǒng)實(shí)際情況，選擇出最佳的接地方式，確保高鐵牽引供電電纜敷設(shè)的施工方法和選取的接地方式都是符合規(guī)定的，唯有與鐵路供電需求相符的接地方式，才能從根本上保證鐵路供電線纜的正常運(yùn)作。

4 結(jié)語

綜上所述，因?yàn)闋恳╇婋娎|需要前期投入很大一筆資金，一旦出現(xiàn)了故障，就很難在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，導(dǎo)致故障逐漸擴(kuò)大化，嚴(yán)重影響了高速鐵路供電系統(tǒng)的正常運(yùn)作。近幾年來單芯電纜供電得到了普遍的應(yīng)用，鐵路運(yùn)營企業(yè)要經(jīng)常進(jìn)行日常檢修與維護(hù)，配備所需要的檢修工具，強(qiáng)化新建線路牽引供電電纜敷設(shè)中各項(xiàng)配合工作，對安裝和運(yùn)營牽引供電電纜正常進(jìn)行做好各項(xiàng)工作，進(jìn)而推動我國高鐵的安全有序運(yùn)作，保證人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，進(jìn)而推動社會經(jīng)濟(jì)更加快速的發(fā)展。

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作者簡介：唐青林（1977-），男，湖北隨州人，中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司工程師，研究方向：高鐵牽引供電技術(shù)。

（責(zé)任編輯：小 燕）