中铁二十局集团电气化工程有限公司 710119
摘要：从当前的发展趋势来看，因为已经存在的电缆屏蔽接地技术还有待开发，电缆受到雷击侵害的情况时有发生，所以在很大程度上会使信号信号设备遭到雷电攻击而受损的几率不断上升。鉴于此，本文首先对铁路信号电缆遭受雷电侵入的主要原因进行分析，然后阐述了电缆防雷害屏蔽接地工作流程，最后笔者结合自身经验提出了相应的改进措施，供相关人士参考与借鉴。
关键词：屏蔽电缆；雷害侵入；户内施工
引言
在最近几年里，随着我国铁路事业的快速发展，铁路运输系统的安全性受到我国以及相关领域的高度重视。电缆屏蔽接地技术在铁路建设中得到了广泛的使用，同时也在铁路系统中扮演着重要的角色。因此有必要对现阶段的电缆屏蔽接地技术进行改进，这对提高铁路信号电缆防止干扰能力有着积极的意义。
1铁路信号电缆遭受雷电侵入的主要原因
对铁路信号雷电故障相关数据进行分析以后可以看到：雷电通过电缆侵入，致使设备出现雷害故障的比例持续增加，究其原因在于以下两个方面：一方面是电缆屏蔽接地防护施工工艺不健全，通常存在以下问题：首先，信号电缆敷设有时候受限于地形，离接触网地线和钢柱较近，并没有采取与之相匹配的防护手段；其次，针对室外信号电缆屏蔽来说，室外信号电缆做了成端接地的；最后，以综合接地系统的铁路线路为主，且信号电缆没有共用接地端子，规范上也不允许共用接地端子。另一方面是信号电缆所处环境比较特殊，因为区间信号和站内信号都是依靠于电缆进行传输的，进入到机房的电缆有长的也有短的，尽管这些电缆呈现出埋地敷设的状态，然而我国高速铁路高架桥数量多，隧道数量多，无论是对于“贯通地线””来说，还是就信号电缆而言，都是在桥隧区段同沟埋设亦或是临近埋设的，所以很容易存在被雷电电磁脉冲感应的危险。
2电缆防雷害屏蔽接地工作流程
为了可以在施工期间妥善处理好电缆维护接地问题，特意成立研究小组对电缆屏蔽接地的工作流程指标进行深入分析，就是为了可以保障电缆屏蔽接地工作的正常开展。
2.1户外工作流程
户外的电缆钢带与内屏蔽护套使用单端接地的手段对其进行操作。使用长度在1000m以内的电缆，具体内容请看图1所示。
图1 户外单端接地示范图
站在户外的立场来看，主要以单端接地的方式为主，相关人员需要对电缆钢带、内屏蔽护套等进行规范操作，同时还要做好相应的绝缘工作。笔者结合自身经验认为，电缆接地工作可以分为以下几个步骤：首先，相关人员应当在钢带以及铝护套的上面应用U型地线进行连接，然后再把2条屏蔽接地线采取环接的形式将其引出，这样做的目的是为了充分接地端子排来得出引出线的长度，并在此基础上把一定规格的塑料线当作引出线使用。其次，在屏蔽连接压接管以及相关屏蔽层的中心位置安装相应的排流线以及扁平铜网，且扁平铜网的截面积是1.5mm2，在实际压接的时候一定要使用与之相匹配的工具，以此来完成引出。再次，压接上述各组件的引出线端头要换成以下两种工具：一种是绕线环；另一种是舌型接线片，且截面积要保持在2.5mm2的范围内，同时还要和箱盒接地端子排固定。最后，相关人员要使设备盒接地端子排和相关接地端子与地线保持连接的状态，并将一定规格的导线当作接地引接线。针对线的两端来说，其除了要和接地铜排端子的贯通地线相连以外，还应当和箱盒外的贯通地线相连，箱盒里面的一端一定要压接到铜线鼻上，箱盒外的一端要使用铜管冷挤。相关人员在使用单独的引线孔引出接线时，如果这个时候没有单独的孔时，那么可以与最细的电缆一起使用一个孔。
2.2户内施工流程
第一，倘若电缆长度≤5m时，那么相关人员将电缆钢带以及铝护套安装完毕以后，就要使用一定规格的铜导线连接屏蔽接地线。第二，假如电缆长度≥5m时，那么这个时候可以分为以下几种接地方式：a.对于电缆钢带的要求为钢带一定要断开，并且不可直接引进室内，对于铝护套的要求是也要断开，但剥皮处理可以不做，将两者在电缆的入口的地方进行接地操作，在预先留下的电缆屏蔽接地的汇集线地方要选用2条1.5mm2的绝缘铜导线进行连接；b.也需要使钢带和铝护套都要断开在分线柜，要使用≥6mm2的多股铜芯线连接预先留好的接入综合接地系统的电缆屏蔽接地汇集线。
3铁路信号电缆屏蔽接地防护施工技术的改进措施
现阶段的电缆屏蔽街地层还是以两端接地的形式为主，因此环流没有办法除去，这样就会在很大程度上给电缆绝缘带来严重的影响。假如想要从根本上使屏蔽层的感应电压减少，那么相关人员需要采取针对性的手段减少环流对电缆绝缘带来的不利影响。改进手段如下：第一，尽可能以品字形的排列方式为主；第二，电缆屏蔽层一端接地；第三，电缆屏蔽层中间点接地。
3.1电缆品字形排序
当电缆水平排列时，所产生的工频感应电压最大值是140.58V，具体位置呈现在边相。而品字形排列时，产生的三相工频感应电压最大值都是96.2V。由此可见看到，品字形排列形式可以在很大程度上减少屏蔽层常规运作期间所形成的工频感应电压以及环流，以此来降低对电缆绝缘的损坏。
3.2屏蔽层一端接地
针对三相品字形排列下的一端接地来说，其在常规运作之下所形成的工频感应电压都是96.2V，不但符合原设计要求，而且还符合了标准中300V的要求。由于一端接地没有形成与之相匹配的回路，环流可以消除，因此电缆的传输容量也会持续上升，且不会对电缆带来任何的影响，有着较强的绝缘效果。然而在实际施工期间并没有使用相应的保护手段，导致电压值96.2V超过了50V，这样就无法满足标准要求，也就无法使用一端接地的形式。当发生短路时很容易导致另一端发生工频过压等诸多情况，而电缆外护层不能承载太多的电压，久而久之就会导致护层绝缘受到损坏，致使金属保护层多点接地。因此，为了尽可能降低这种情况出现的概率，笔者在这里建议应当设置过电压保护器进行接地处理。
3.3屏蔽层中间点接地
当三相品字排列的一端接地在常规运作时，另一端的工频感应电压到达96.2V的情况下，如果没有采取有效的保护手段，电压就会超出允许的范围，那么这个时候相关人员应当选择中间点接地方式的接地方式。针对这种方式来说，实质上是将两个一端接地串联在一起，当相关屏蔽层正常运行时，所形成的工频感应电压数到达48.1V的情况下，那么就可以满足规范标准中50V的要求。
结语
通过对信号电缆屏蔽接地防护施工技术进行改进以后，总结了以下几点结论：第一，尽可能使用双层屏蔽电缆结构，并采取有效措施分别把外屏蔽层的双端以及内屏蔽层的单端和大地连接起来，这样做的目的是为了促使高低频磁场可以起到屏蔽信号电缆的作用。第二，在大部分情况下，单层屏蔽结构的效果要比此种结构的屏蔽效果逊色一些，因此有必要增强屏蔽电缆的屏蔽效果，以此加强铁路信号电缆避免干扰的能力。
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论文作者:秦双全
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：电缆论文; 屏蔽论文; 护套论文; 信号论文; 电压论文; 地线论文; 雷害论文; 《防护工程》2018年第28期论文;