关键词：高速动车组;接地技术;分析
引言
随着我国交通基础设施的不断升级，高速动车组列车俨然成为人们出行的首选交通工具，动车组列车安装有上千个高、低压电器，以及成千上万的各等级电缆，为了保障人员出行的安全与列车的稳定性能，动车组列车采用接地技术来保证各电器设备的正常运行，接地技术的好坏直接接关系到动车组运行性能的好坏，同时也决定着设备的使用寿命。
1动车组接地系统类型
高速动车组接地系统可分为两类，即车体接地和车载电气设备接地，其中车载电气设备接地重点在于高压供电电缆屏蔽层的接地方式。高压电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。其中，线芯是供电电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分;绝缘层是将线芯与外部电缆屏蔽层在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分;保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。而之所以设置屏蔽层，是因为动车组牵引电流大，强电流流过高压电缆时会在电缆周边产生较强的电磁场，该电磁场容易在周边弱电回路中感应出较高的电压，干扰弱电系统工作，严重时甚至直接击穿弱电系统的绝缘。因此，在强流高压供电电缆上多设置屏蔽层。
2雷击接触车体过电压研究及抑制措施
2.1雷击电流对车体的感应电压
当动车组车体遭受雷击机，其周围的空间电场和磁场也会发生突然的变化，在这种情况下，由于列车的车体大多为铝合金材料，在突然变化的电磁环境之中，列车的车体内部也会产生电流。此外，列车的车体还经由接地系统和高铁钢轨相连接，这样一来，列车的车体便和高铁的钢轨之间形成了一个闭合的回路。在这一回路当中，因为雷电所引起的电磁场会产生大量的感应电流，进而引起动车车体电压的瞬间升高，导致动车车体过电压。
2.2高级修常见故障分析及处理
高级修过程中对接地线的检修要求相对比较明确，主体是判断断股现象是否超过10%，但实际运行工况较为特殊，导致接地线会出现各种必需进行修复或更换的状况，主要表现在以下几类情况：（1）地线表面有轻微浮绣或变绿：运行过程中经历风雪、极寒、酷暑等天气的考验，导致部分接地线出现轻微浮绣和发绿现象，影响美观。处理方式：用无纺布对浮绣和变绿的接地线进行清洁后使用，不影响其导电性能。（2）接地线松股现象比较严重接地线新造安装时，未明确需要沿着地线缠绕的方向安装，导致在运行过程中地线的颤动引发地线松股现象，但是其导电功能并未失效。处理方式：需要对拆卸后沿反方向拧动，无松股现象后更换紧固件重新紧固，并涂打放松标记（3）接地线与周围部件干涉：当初新造出厂时并未发现接地线和周围部件发生干涉的现象，经过多年的运行，安装后产生的应力得到释放，导致部分位置间隙变小，甚至出现干涉的现象。安装后对与周围部件干涉的接地线进行防护，采用新造时的地线防护方案。处理方式：在与接地线接触的部件位置粘接毛毡条，防止相对运动磨损接地线；对出现干涉位置的接地线用防护网进行防护，并用扎带进行紧固；如果地线长度足够长，在部门合适位置粘码座，用扎带对地线进行固定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）接地线断股未超过10%，接地线与周围部件干涉，运行过程中产生相对运动，由于接地线是金属丝制作而成，硬度与部件相比较软，在摩擦过程中导致接地线磨损，出现断股现象；或者接地线与周围部门出现硬干涉，恰逢接触位置部门较为锋利，导致接地线出现断股现象；高级修过程中操作失误致使接地线断股。处理方式：高级修要求需要判断接地线断股是否超过总股数的10%，未超过10%即可实现其导电效果，无需进行更换。
2.3保护接地原理及参数
对于动车组，所有人可能触及到的导电设备，如转向架、牵引电机、牵引设备、辅助设备等，在故障情况下可能带有危害电压，必须通过保护性屏蔽接地以较低阻值电路连接到车体上。CＲH3型动车组保护接地安装在04与05车，根据EN50153，保护接地至少设有两路。CＲH3型动车组车体材质为铝合金，每个车体的阻值约1mΩ。电机型号为YJ105A，驱动端轴承为深槽球形轴承，按照DIN625-6016M电绝缘设计，非驱动端轴承为深槽球形轴承，按照DIN43283-NU210电绝缘设计。轴承绝缘层厚度0.2mm，击穿电压等级为2700～3600V，阻值大于1000Ω，每个电机通过50mm2电缆与转向架构架相连。两端头车安装有自动车钩，自动车钩上安装有两根95mm2电缆连接。为保障两重联动车组之间的阻值，串联有阻值为94mΩ电阻。车钩的阻值不小于1Ω。牵引变流器为不锈钢箱体，在其四角位置分别安装了35mm2的短圆线或者横截面积大于40mm×6.5mm的扁铜线，接地端子的表面采用不锈钢或进行镀锡处理。变压器箱体为不锈钢，通过2根120mm2线径的电缆与车体相连。辅助变流器不锈钢箱体通过2根120mm2线径的电缆与车体相连。充电机不锈钢车体通过2根95mm2线径的电缆与车体相连。蓄电池通过2根95mm2线径的电缆与车体相连。
2.4雷击时车体过电压抑制措施
通过上文中的分析，在动车组受到雷击时，会导致车体的过电压，而这种过电压主要包括两个方面：一种是经过避雷器而进入车体当中的过电压Ui，而另一种则是在车体和高铁的钢轨当中形成的瞬时感应电压Ug。对于这两种电压的抑制措施主要有两种。（1）并联滤波电容。因为雷电流主要是高频脉冲信号，因此其频率也相对较高。这样一来，便可以利用电容器相关的特性，在动车组接地的电阻处并联电容器。在发生雷击时，Ui和Ug两个分量便可以通过电容器进行消解。因此，采用并联滤波电容的方法，不仅可以有效的降低在发生雷击时，车体接地系统的阻抗，而且也不会对车体接地电阻系统的正常使用。（2）减小接地电阻器阻值。因为动车车体的接地电阻主要是接地电阻器的使用，因此减少接地电阻的阻值不但可以降低由于雷电流而引起的电压的抬升，而且还可以在一定程度上降低车体和钢轨之间的感应电压。但是这种方式也有其自身的缺陷，比如降低碳刷寿命、造成碳刷的磨损等情况。
结语
本文从接地原理、特点等方面简要介绍了动车组工作接地和防护接地两种接地方式，接着简要介绍了接地线在安装过程中常见的防护方案和防护要点，最后从产生的原因及其处理方式两个方面，对高级修过程中接地线出现的故障进行了深入的分析，为动车组项目接地线防护及故障检修提供了理论和实践依据。
参考文献
[1]吴利锋等.关于发电车转向架接地系统的改进建议[J].铁道车辆,2009,47.
[2]丰战凯.电气化铁路过电压产生的原因及对策[J].西铁科技,2007,(02).
[3]张永波，刘玉铃，张维维，等.浅谈动车组接地系统设计[J].铁道机车与动车，2013.7.
[4]裴春兴，李娜，贾楠等.高速动车组接地技术分析与研究[J].铁道机车与动车，2014.8.
论文作者:乔雷1 汪肖佟1 樊佳兴 1,宫儒松2, 刘振富3
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：接地线论文; 车组论文; 车体论文; 过电压论文; 电缆论文; 阻值论文; 地线论文; 《科学与技术》2019年第19期论文;