地鐵牽引回流系統(tǒng)穩(wěn)定性提升

鐘宏健

摘 要：地鐵直流牽引系統(tǒng)可簡(jiǎn)單劃分為牽引電源、牽引負(fù)荷和牽引回流三個(gè)子系統(tǒng)，其中牽引回流系統(tǒng)是由回流鋼軌、回流電纜、軌電位限制裝置、單向?qū)ㄑb置、排流柜以及隧道結(jié)構(gòu)鋼筋等組成的，各部分相輔相成，共同構(gòu)成了牽引電流的回流通路，保證牽引電流常規(guī)情況和故障情況下都能順利回流到電源負(fù)極。但由于回流不暢，從電客車輪對(duì)流至鋼軌上的電荷將不斷的累積，從而引起鋼軌電位的抬升，同時(shí)雜散電流流經(jīng)其他通路，可能對(duì)其他設(shè)備運(yùn)行造成影響，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致設(shè)備燒毀，本文筆者結(jié)合自身工作，對(duì)天津地鐵牽引回流系統(tǒng)進(jìn)行了改造，提升了牽引回流系統(tǒng)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：地鐵；牽引回流系統(tǒng)；穩(wěn)定性提升

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.022

0 引言

天津地鐵1號(hào)線為2005年底竣工的一條南北走向的地鐵線路，采用DC750V上接觸式接觸軌供電，走行軌回流的供電模式。自2006年開通以來(lái)，天津地鐵1號(hào)線雙林車輛段內(nèi)鏇輪庫(kù)、洗車庫(kù)采用電動(dòng)小車對(duì)電客車進(jìn)行出入庫(kù)的牽引。該電動(dòng)小車由庫(kù)內(nèi)設(shè)置的3相5線制配電箱進(jìn)行供電，電動(dòng)小車外殼與走行軌相連，并通過(guò)PE線接地。在2014年5月、6月，鏇輪庫(kù)、洗車庫(kù)電動(dòng)牽引小車的PE線先后發(fā)生燒熔事故，事故起因均為電動(dòng)小車PE線電纜截面小，無(wú)法耐受流經(jīng)走行軌的雜散電流。為了消除電動(dòng)小車PE線燒熔的事故隱患，組織對(duì)雙林段鏇輪庫(kù)、洗車庫(kù)回流系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通過(guò)改造的實(shí)施，有效地降低了鏇輪庫(kù)、洗車庫(kù)牽引小車PE線燒毀的風(fēng)險(xiǎn)，提升了回流設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 鏇輪庫(kù)改造

1.1 回流系統(tǒng)分析

經(jīng)過(guò)對(duì)鏇輪庫(kù)回流接線的分析可知，由于鏇輪庫(kù)庫(kù)前設(shè)置了均流電纜連接點(diǎn)并與其它庫(kù)線并聯(lián)，這樣機(jī)車在其它線路上運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的雜散電流就將通過(guò)此處的均流電纜流經(jīng)鏇輪庫(kù)鋼軌，再通過(guò)電動(dòng)小車PE線、鋼軌流回至變電所，由于電動(dòng)小車PE線截面太小，最終導(dǎo)致被燒熔。

1.2 改造實(shí)施

本次改造在鏇輪庫(kù)前走行軌上設(shè)置1處雜散電流隔離區(qū)，并將鏇輪庫(kù)內(nèi)走行軌接地，以徹底阻止?fàn)恳╇娤到y(tǒng)在庫(kù)外產(chǎn)生的雜散電流流入鏇輪庫(kù)，并限制鏇輪庫(kù)走行軌對(duì)地電壓。

具體措施如下：

（1）拆除鏇輪庫(kù)前約4.6米處絕緣節(jié)上的連接電纜，并利用D28信號(hào)機(jī)處既有絕緣節(jié)，在庫(kù)前走行軌上形成約140米長(zhǎng)的雜散電流隔離區(qū)。拆除42號(hào)道岔處吹掃庫(kù)與靜調(diào)庫(kù)回流鋼軌間的連接電纜，并利用42號(hào)道岔處既有絕緣節(jié)在庫(kù)前走行軌形成約120米長(zhǎng)的雜散電流隔離區(qū)。

（2）拆除鏇輪庫(kù)前走行軌上所有與其它庫(kù)線走行軌連接的電纜，并將靜調(diào)庫(kù)前走行軌通過(guò)電纜與月修庫(kù)走形軌相連。

（3）將鏇輪庫(kù)內(nèi)走行軌通過(guò)電纜接地。

2 洗車庫(kù)改造

2.1 回流系統(tǒng)分析

由于洗車庫(kù)右端走行軌上絕緣節(jié)被2根單芯電纜接通了，沒有起到阻擋雜散電流的作用，其它電化線路機(jī)車運(yùn)行所產(chǎn)生的雜散電流就通過(guò)此處的電纜流經(jīng)洗車庫(kù)鋼軌，最終導(dǎo)致與鋼軌連接的電動(dòng)小車PE線被燒熔。

2.2 改造實(shí)施

根據(jù)洗車庫(kù)位于線路中端的特點(diǎn)，要阻止?fàn)恳╇娤到y(tǒng)在庫(kù)外產(chǎn)生的雜散電流流入洗車庫(kù)，最理想的方案是從洗車庫(kù)兩端徹底封堵雜散電流，并限制洗車庫(kù)內(nèi)走行軌對(duì)地電壓。即在洗車庫(kù)兩端均設(shè)置約120m雜散電流隔離區(qū)，并將洗車庫(kù)內(nèi)鋼軌接地。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查的情況，洗車庫(kù)左端在拆除部分接觸軌后能在庫(kù)外走行軌上設(shè)置約120m雜散電流隔離區(qū)。但需要挪動(dòng)D3信號(hào)機(jī)位置，并對(duì)信號(hào)軌道回路進(jìn)行調(diào)整。洗車庫(kù)右端線路較短，120m雜散電流隔離區(qū)的其中1組絕緣節(jié)需設(shè)置在電動(dòng)小車牽引范圍內(nèi)。該范圍內(nèi)走行軌敷設(shè)方式比較特殊，走行軌本身有斷裂痕跡，并且軌間連接魚尾板與鋼軌完全焊死，要安裝絕緣節(jié)需切割鋼軌，改造難度較大。

經(jīng)綜合考慮，洗車庫(kù)兩端走行軌上仍各設(shè)置1組絕緣節(jié)，洗車庫(kù)中走行軌接地，庫(kù)內(nèi)接地極與變電所接地極間并聯(lián)電纜。這樣能阻止?fàn)恳╇娤到y(tǒng)在庫(kù)外產(chǎn)生的雜散電流流入洗車庫(kù)，限制洗車庫(kù)走行軌對(duì)地電壓；并且增加了庫(kù)內(nèi)接地線的泄流通道，完全能耐受機(jī)車通過(guò)1組絕緣節(jié)時(shí)短時(shí)帶入的雜散電流，避免電動(dòng)小車PE線以及配電箱PE接地線被燒熔。

具體措施如下：

（1）庫(kù)左端絕緣節(jié)為利舊，庫(kù)右端絕緣節(jié)為拆除原絕緣節(jié)上的連接電纜后利舊。

（2）將洗車庫(kù)內(nèi)走行軌通過(guò)電纜接地。

（3）將庫(kù)內(nèi)接地接與變電所接地極間通過(guò)電纜并接。

3 結(jié)語(yǔ)

地鐵牽引回流系統(tǒng)各部分相輔相成，共同構(gòu)成了牽引電流的回流通路，以保證牽引電流常規(guī)情況和故障情況下都能順利回流到電源負(fù)極。因此，在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，應(yīng)該注意保證牽引回流暢通，避免長(zhǎng)期通過(guò)軌電位限制裝置將鋼軌和接地系統(tǒng)接通，不可長(zhǎng)期退出排流柜運(yùn)行，不能將高架段線路上接觸軌避雷器的負(fù)極直接連接到道床或橋墩上，應(yīng)與鋼軌直接連接。加強(qiáng)設(shè)備檢修維護(hù)質(zhì)量，盡早發(fā)現(xiàn)牽引回流系統(tǒng)問(wèn)題，確保牽引回流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬洪儒.北京地下鐵道的雜散電流腐蝕與防護(hù)[J].城市軌道交通，1990（01）：11-19.

[2]CJJ49-1992地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB 50157-2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GB 50169-2006電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].