高架武漢站接觸網接地方案研究

■ 周鑫

高架武漢站接觸網接地方案研究

■ 周鑫

武漢站是武廣高速鐵路大型綜合交通樞紐之一。按照以人為本原則，作為客運專線綜合接地系統的子系統，武漢站接觸網接地方案必須保證旅客人身安全，保證設備正常工作，保證故障條件下實現可靠保護。武漢站咽喉區、車場及站房結構都位于高架橋上，這給接觸網接地方案設計帶來了新的問題。

1 接觸網和受電弓接地區域的接地要求

根據IEC 62128-1-2003《鐵路設施 固定設備 第1部分：電氣安全和接地相關的保護性措施》，拉斷接觸網或脫線的受電弓一般可能達到的區域稱作“接觸網和受電弓接地區域”，是電氣化閃絡保護接地及感應接地系統的主要實施范圍，電氣化回流接地區域內的各設施為電氣化預留實施的接地部件，就近接入綜合接地系統。

同時，根據《鐵路電力牽引供電設計規范》（TB 10009-2005）要求，距接觸網帶電體5m范圍及接觸網、受電弓接地區域以內的各專業設備也應可靠接地，建議需要接地的構筑物和設備接入綜合接地系統。

2 武漢站接觸網工程接地的難點

一般車站的接觸網工程接地采用路基上設置，只需將接地體埋入大地內，將需接地的設備同接地體連接即可。

但武漢站采用高架橋梁上的設計，所有需接地的設備同大地絕緣，且橋梁為預制箱梁結構，每片梁及每個墩臺是獨立、不連續的，對接地設計帶來很大難度，尤其是旅客站臺區域的接地方案。

3 接觸網接地設計原則

根據綜合接地的總體思路，沿客運專線正線兩側各敷設綜合貫通地線，沿線所有可利用的土建工程鋼筋都和綜合地線實現可靠的電氣連接。

針對武漢站的工程特點，需同時考慮建筑設備安全接地和接觸網閃絡保護接地通道可靠有效的實施方案。

接觸網和受電弓接地區域的鋼結構，通過與梁體、墩臺設置的綜合接地鋼筋的可靠電氣連接，實現安全接地，同時也可為閃絡保護接地。

車場層的設施（接觸網支柱、外露金屬體、站臺等）利用同梁體、墩臺設置的綜合接地鋼筋的可靠電氣連接，實現設備安全接地。

同時，地面層墩臺的承臺鋼筋作為綜合地線的建筑接地體，提供接入大地的通路。

4 站臺區域接觸網接地實施方案

由于大牽引電流會感應鋼軌電位，如果不能將鋼軌電位控制在一個安全范圍內，旅客上下車時就可能存在跨步電壓，威脅旅客人身安全。

根據IEC 62128-1-2003《鐵路設施 固定設備 第1部分：電氣安全和接地相關的保護性措施》，對接入綜合接地系統的金屬體和結構體，在任何情況下其接觸電壓和軌道電位均應滿足表1要求。

根據牽引供電的研究結論，在車站站臺中心附近設置扼流圈（或空扼流線圈），扼流圈中點與鋼軌等電位連接，可有效降低人員活動最密集的站臺中部區域鋼軌電位。

除此之外，開放站臺行人站立處，距站臺邊緣2.5m范圍內，需采取絕緣或等電位措施。絕緣措施可采用能承受持續時間0.1s，工頻耐壓有效值最低1.8kV、最高3kV的絕緣隔離層，如鋪設10cm厚的道砟，或1cm厚瀝青，或5mm厚橡膠（或塑料層），或其他等效絕緣保護層；等電位措施可采用埋設等電位鋼筋網等。車站回流接地示意圖見圖1。

表1 接觸電壓和軌道電位的要求

圖1 車站回流接地示意圖

5 結論

客運專線綜合接地系統的設置，為接觸網工程接地提供了更方便的接入。設計中，正常狀態下，需保證鋼軌、旅客、車體及站臺外露金屬物的等電位連接，將跨步電壓降到安全范圍內；故障狀態下，需保證接觸網閃絡保護通路滿足牽引供電系統保護動作的要求。做好工程細節的設計和實施，才能為旅客運輸提供安全的接地保障。

[1]KieBling, Puschmann, Schmieder. 電氣化鐵道接觸網[M]. 北京：中國電力出版社，2004

[2]IEC 62128-1-2003 鐵路設施 固定設備 第1部分：電氣安全和接地相關的保護性措施[S]，2003

[3]李紅梅. 論客運專線接觸網回流接地系統的優化設計[J]. 中國鐵路，2005（11）

責任編輯王肖文

周鑫：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，工程師，湖北 武漢，430063