接触网回流系统研究

��i�^@L��E��������v�^7�@5�]4��mv�m W]4�C�i�]������i��v��i�}v�Ey�_�m��M4W�i�}���vߏ�n���"https://www.jnscsh.com/list-100-1.html" target="_blank" class="keylink">总结出的几种比较有效的降低钢轨电位的方法：

①根据综合地线的基本作用，在降低钢轨电位过程中，可以采用设置综合地线的办法。

②对上下行钢轨进行充分的横向连接。在实际施工作业过程中，有时会出现较多的多线铁路和复线铁路，而对这种铁路线进行横向连接，能够在很大程度上降低钢轨的阻抗。

③对于使用AT供电方式的牵引网，可以采用加保护线（PW）的方式，曾设CPW线。在实际工作过程中，PW线和钢轨是处于并联状态的，这样，就能够实现相对较好的分流效果，从而就可以降低整个回流网络的串联阻抗。

④对于地级，根据实际作业过程中的一些经验，可以把接触网支柱基础作接地极，通过这种方式，实现NF线和PW线的接地，减少电流损耗的同时，有效降低钢轨的电位。

⑤对于钢轨线路附近的一些建筑物、基础工程、桥梁等，要进行综合运用，这些基础建筑物也可以充当地级，通过使用这些地级，更好的实现牵引网导线的接地。

⑥对于牵引网线比较集中的路段，可以采用集中接地的方式。通过集中接地，可以在一定程度的节约资源，减少重复性的投入。

3 不同供电方式下的容易出现的问题及影响分析

3.1 接触网回流不畅对轨道电路的影响 通过上面的分析，从技术上看，电化区段保障牵引回流通畅，是一种非常有效的方法，通过这种方式，可以在一定程度上降低不平衡电流，并且减少迷流对信号设备的干扰。在实际运行过程中，通过电力牵引机车回流，可以使得一部分经回流线流向牵引变电所，一部分经钢轨在变电所附近地线处流向变电所，同时还有少量经道床流向大地或迷失。如果在这个过程中，出现接触网回流线通道不畅，就会导致将大量回流经钢轨流向变电所。从技术上分析，铁路的两条钢轨几乎很难实现完全相同标准的等阻，在这种情况下，容易使得回流在两条钢轨间出现一定幅度的电位差，这种电位差的存在，会导致电流的不平衡。在传输信号和控制信息方面，轨道电路也是利用钢轨进行的，而如果牵引回流的的不平衡现象比较严重，就会在很大程度上影响信号设备的正常工作，为列车的安全运行埋下安全隐患。

3.2 迂回电路对轨道电路的影响 从图7可以看出，该连法对于A区段的分路，在很大程度上和B区段有0.06Ω加2个扼流变压器2个半线圈串联分路相似，这种连法可以使得B区段的继电器落下或电压降低。

3.3 牵引回流和钢轨电位产生的不利影响 钢轨是牵引回流的通道，也是轨道电路中信号电流的通道，由于牵引回流值增加，轨道电路信号设备、道床结构等均受到影响，在这种情况下，很容易导致较大的钢轨电位损伤，并且会引起信号设备的绝缘体破损，在实际作业过程中，如果出现上述情况，就会对列车的运营和铁路维护人员造成较大的伤害。不平衡的钢轨电流影响轨道电路正常工作，会有大量的地中电流，进行蓄势，而在蓄势之后，就会对信号设备产生较大的影响，不利于信号设备的正常工作。如果在走行轨附近埋有地下管道、电缆和其他金属构件时，一部分杂散电流就会从上面流过。会对地下管道和其他金属构件造成严重腐蚀。

3.4 高速铁路牵引回流值大的危害 以上因素致使高速铁路的牵引回流比常速铁路大得多，钢轨电位也高得多，产生了很多危害，主要有：①对于乘客来说，如果不注意，会在上下机车时，受到电击，在电压较大时，会对乘客造成一定的伤害。②可能造成沿线维修人员的触电事故。③对于那些同轨相连的信号设备，可能会出现一定的故障 ④对于钢轨下面的绝缘介质来说，较大的牵引回流会导致其过早的老化，甚至在一定情况下，还会烧毁。⑤两条钢轨之间容易产生大的不平衡电流，影响轨道电路正常工作。

4 保障接触网回流畅通的基本措施分析

4.1 保证牵引回流构成的轨道电路迂回电路畅通 当平行轨道需要有牵引电流通过时，交叉渡线存在上、下两区段的迂回，同时通过左、右两区段的迂回，形成第3轨和单轨回流。

①上、下两区段的迂回，见图7。这种连接会造成A区段的送电端，除供给A区段受电端外，还通过交叉渡线及扼流变压器间的连接线供给B区段的受电端。

②左、右两区段迂回，见图8。这种连接会造成A区段的受电端，除有A区段送电端供电外还有B区段送电端通过轨道跳线和扼流变压器中点供电。

③形成第3轨，见图9。这种连接会造成A区段的送电端通过轨道跳线和扼流变压器中点，也给B区段供电，如图9中箭头所示。

④图10显示，有一定的单轨回流存在。在机车的实际运行过程中，如图例所示，在升弓冲击的情况下，因为交叉渡线已经产生了单轨回流，就会使得A轨的送电端扼流变压器产生严重不平衡，在本文的研究测试中，经过多次的数据统计分析，发现该不平衡系数能够达到90%以上。

4.2 确定迂回电路长度 迂回电路长度LOBX=L1+L2+L3和轨道电路长度L的计算参照图11。

从图7可以看出，在破损地点有迂回回路短路时，轨道电路对信号电流的总阻抗等于： Z= ZP×L+ZP×LOBX式中：L为轨道电路长度；LOBX为迂回电路长度；ZP为钢轨的单位阻抗。灵敏度系数值可用下式计算：

4.3 计算并确定断轨灵敏度系数与迂回电路长度的关系 根据计算结果绘出断轨灵敏度系数KK与迂回回路长度关系图，见图12。

如果是有实际长度的轨道电路，其迂回回路最小容许值LOBX，根据KK=f（LOBX）与水平直线KK=1相交点来求出。举例来说，长度1.2km的轨道电路，其断轨检查可在迂回回路大于2.115km条件下得到保证。50Hz比25Hz最小迂回回路长，KK=1，轨道电路长为1.2km，最小迂回长度为2.8km。通过上述情况可以表明，如果轨道电路的频率很高，则应该适当加大迂回回路的长度。如果实际轨道中的迂回长度较小，则是应该根据实际情况，合理按照相关计算标准，降低轨道电路断轨灵敏度。

5 结束语

现代铁路发展的方向，逐渐向高速和重载方向延伸，铁路技术的进步加快，随着近几年我国高铁技术的突破，我国的高铁已经成为比较先进的国际铁路技术标准。在技术层面看，高速铁路和重载铁路的牵引负荷电流和故障短路电流也会不断增大，从这个情况来看，无论是铁路技术研发单位还是相关铁路设备的制造企业，都应该加大对铁路回流接地系统的重视，提高研发投入力度，用先进科学的技术，提出合理的解决办法，保障接触网回流的畅通，从而保护铁路沿线人员和设备的安全，减少铁路运行故障的发生。

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