试析高速铁路接触网吸上线设置对轨地电位的影响效果
作者：左秀杰
来源：《科技与企业》2016年第06期
【摘要】本文主要分析不同高速公路供电方式下，接触网吸上线设置对轨地电位的影响，另外针对性分析了吸上线设置对轨地电位的影响，同时将高速铁路具体情况与设计规范进行有关结合，总结出吸上线的基本设置原则。
【关键词】高速铁路；接触网；吸上线设置；轨地电位
牵引回流系统中有一个很重要的部分就是钢轨，钢轨阻性连接地表面，大地回流和钢轨上通过牵引电流时形成大地与钢轨的电势差就叫钢轨单位。架空PW线并联钢轨所形成的回流通道时电气化铁路设置的一般原则，回流线并联钢轨形成的通道即为吸上线。牵引回流要想返回到回流线，必须借助吸上线才能完成，使钢轨中的电流有了明显下降，因此使得钢轨电位也出现下降[1]。
1.高速铁路吸上线设置与轨地电位的关系 1.1高速铁路常用的供电方式
主要有两种，一种属于直接供电方式，这种方式带有回流线，回流线位于与接触网相同的杆上，相隔一段距离后回流线就会连接钢轨，主要借助吸上线完成，这种方式不但可以抗干扰，还能对线的特性给予一定保护。另一种为AT供电方式，该方式其主要作用的就是AT供电系统，主要组成包括钢轨、正馈线、自耦变压器、保护线以及接触导线，该系统可以使多数机车电流流回到牵引变电所中，主要借助钢轨和保护线。 1.2吸上线设置对钢轨电位的影响
钢轨单位长度的下降能够使钢轨电位得到降低，回流线并联钢轨形成的通道回流即为接触网回流，因此回流线以及钢轨的材质和吸上线的设置能够决定回流路径单位长度综合阻抗[2]。如果将吸上线尽量增加设置的数量，保证回流线我能成横联钢轨，通过其分流作用的利用，能够使回流路径单位长度的综合阻抗得到明显下降，也就是说，吸上线具有越小的间隔距离，就会得到越低的轨地电位。
由于高速铁路接触网吸上线连接轨道是借助信号专业扼流变压器完成，吸上线之间的隔间距离必须符合信号专业规范要求：两个完全横向连接线之间的距离必须大于1200m，同时需要增加一个简单的横向连接于两者之间。 2.吸上线设置与轨地电位的规范要求
设计接触网的回流与接地时必须保证上行和下行的保护线需要依照已经确定过的距离设过轨并联，同时连接综合接地系统；保护线连接钢轨时需要借助信号扼流圈中点完成，两者之间的间隔需要在1500m以下，同时与综合接地系统连接，具体接入点与间隔需要通过牵引供电专业与信号专业相配合进行检算，检算必须保证钢轨地位符合标准要求。 2.1枢纽直接供电方式下吸上线设置与轨地电位的关系
两者之间的关系分为正常运行状态和短路状态两种，正常运行状态的机车牵引电流是1000A，大地导电率为3333Ω.m，钢轨漏泄电阻为100Ω.km。根据计算得知，当两吸上线之间为1.8km时，钢轨电位为118.7V；当两吸上线之间为1.7km时，钢轨电位为116.4V；当两吸上线之间为1.6km时，钢轨电位为114.5V；当两吸上线之间为1.5km时，钢轨电位为112.2V。从计算数据可以看出，两吸上线之间距离为1.8km时，与规范允许值最为接近。 短路状态下外部电源短路容量为10000MVA，牵引变压器安装容量为（40+40）MVA，如果短路位置发生在变电所出口1km，则大地导电率为3333Ω.m，钢轨漏泄电阻为100Ω.km。通过计算，当两吸上线之间为2.8km时，钢轨电位为1662V；当两吸上线之间为2.6km时，钢轨电位为1602V；当两吸上线之间为2.4km时，钢轨电位为1532V；当两吸上线之间为2.2km时，钢轨电位为1421V；当两吸上线之间为2km时，钢轨电位为1318V；当两吸上线之间为1.8km时，钢轨电位为1265V；当两吸上线之间为1.5km时，钢轨电位为1137V。可以发现，2.8km为吸上线之间距离时与规范允许值最为接近。
通过正常状态下与短路状态下两类分析可以发现，短路时钢轨电位更容易符合规范，正常状态下如果吸上线间隔距离在1.8km以上，钢轨电位值与规定最为接近。 2.2区间AT供电方式下吸上线设置对轨地电位的影响
该供电方式下同样分为正常运行状态和故障状态下两种情况，正常运行状态的机车牵引电流是1000A，大地导电率为3333Ω.m，钢轨漏泄电阻为100Ω.km。根据计算得知，当两吸上线之间为1.9km时，钢轨电位为125V；当两吸上线之间为1.8km时，钢轨电位为118.7V；当两吸上线之间为1.7km时，钢轨电位为112.3V；当两吸上线之间为1.6km时，钢轨电位为109.6V；当两吸上线之间为1.5km时，钢轨电位为106.8V。从计算数据可以看出，两吸上线之间距离为1.9km时，已经比规范允许值高出许多。
故障状态下外部电源短路容量为10000MVA，牵引变压器安装容量为（50+50）MVA，如果短路位置发生在变电所出口1km，则大地导电率为3333Ω.m，钢轨漏泄电阻为100Ω.km。通过计算，当两吸上线之间为2.4km时，钢轨电位为1672V；当两吸上线之间为2.2km时，钢轨电位为1591V；当两吸上线之间为2km时，钢轨电位为1381V；当两吸上线之间为1.8km时，钢轨电位为1295V；当两吸上线之间为1.5km时，钢轨电位为1137V。可以发现，2.4km为吸上线之间距离时与规范允许值最为接近。
通过正常状态下与短路状态下两类分析可以发现，故障状态下钢轨电位更容易符合规范，正常状态下如果吸上线间隔距离在1.9km以上，钢轨电位值比规定已经超出很多，人身安全无法得到保障，通过比较，间隔为1.5km最为合适。 结束语
吸上线的间隔直接影响着轨地电位，由于吸上线连接需要借助信号扼流变，因此间隔必须符合规范要求，1400-1500m是设计的最佳间隔距离，如果车站较大，可以适当增大，但是仍然需要符合规范。 参考文献
[1]段廷华.高速铁路轨回流通道施工技术研究[J].电气化铁道，2011，（1）：28-30. [2]高国强，董安平，张雪原等.高速铁路综合地线的接地效果[J].西南交通大学学报，2011，46（1）：103-108.
试析高速铁路接触网吸上线设置对轨地电位的影响效果
