提高铁路通信系统接地电阻达标率海南东环通信项目部QC小组

摘要：本文通过实际工作实例，探讨了如何提高铁路通信系统接地电阻达标率，并作出了总结。

关键词：铁路通信系统；电阻；达标率

中图分类号：X731文献标识码： A

一、工程概况

海南东环铁路为设计运营速度250km／h的城际旅游客运专线。线路自既有海口站引出，沿南海大道中央隔离带高架东行，至龙昆南路与凤翔路交叉口附近设海口东高架站，再折向东南跨南渡江，于美兰机场设美兰机场地下站；然后途经文昌市、琼海市（博鳌）、万宁市、陵水县，最后至本线终点三亚站（西环线终点），线路全长308.112km。

由于海南地理位置独特，地处雷暴区，年雷暴率居全国前列。原设计通信系统未做综合地网，各单体接地电阻值要求达到4欧姆以内即可，自2010年年底开通以来通信设备在不同站点不同时间数次被雷击，造成较大损失。为防止类似情况再次发生，根据铁运【2011】144号文《铁路通信设备雷电综合实施指导意见》文件，进一步提高通信设备抗御雷电能力，减少或防止雷电损害，新增海南东环铁路通信设备雷电综合防护补强工程，以补强通信设备雷电防护的综合能力。本工程共涉及海南东环铁路区间共计15个车站，1个动车所，44个基站，16个直放站及4个信号中继站。

二、小组简介

小组概况表表1

小组名称 海南东环通信项目部QC小组

成立时间 2012年8月 注册日期 2012年8月 注册号 CRSCG201201

活动时间 2012年8月-2013年1月 活动次数 15次

课题类型 现场型 小组人数 8人 出勤率 100%

课题 提高铁路通信系统接地电阻达标率

序号 姓名 性别 年龄 文化程度 小组分工

1 王志华 男 51 本科 组长/协调

2 王杰 男 28 本科 实施策划

3 陈世流 男 26 本科 技术指导

4 刘元钟 男 26 大专 物资采购

5 曹明凤 男 32 高中 现场实施

6 刘春衡 男 50 初中 现场实施

7 梁轩光 男 48 初中 现场实施

8 雷晓敏 女 28 本科 资料收集、

记录整理

三、选择课题

1、原海南东环铁路通信系统接地电阻值要求≤4Ω，新增铁路通信设备雷电综合防护补强工程设计文件要求接地电阻≤1Ω。根据补强工程施工初期，项目部对全线通信站点接地电阻值调查情况得知，全线共80个通信站点，接地电阻合格站点数仅有12个站，有68个通信站点无法满足达到国家和有关部委现行的工程质量验收标准要求。由于全线站点较多分布较散，在靠近三亚地区的大多都为山区，土质多以岩石类为主，施工难度大，根据前期施工经验很多站点通信系统防雷接地工程需要多次施工才能达标。

2、由于海南动环铁路已经开通运营，为保证安全，业主要求新增雷电补强工程工期为6个月，必须保证在2013年雷雨季节来临前完成施工。因此施工工期较紧，必须提高施工效率。

综上所述，经小组成员讨论决定将提高铁路通信系统接地电阻达标率为本QC小组攻关课题。

四、现状调查

2012年8月22日，小组成员在仔细查看了雷电补强工程开始后2012年8月2日-20日的施工日志，并形成了调查表，如下：

各站点接地电阻调查表 表2

序号 站点 施工前接地电阻值 施工后接地电阻值 接地体使用数量 接地体的埋填深度 现场土质条件 接地电阻值(≤1Ω)是否达标

1 DK175+500 1.7Ω 0.6Ω 10根2.5米镀锌角钢； 4.5m 粉质粘土 是

2 DK188+100 2.2Ω 0.85Ω 15根2.5米镀锌角钢； 3.5m 砂岩 是

3 DK192+880 3.8Ω 2.2Ω 25根2.5米镀锌角钢； 2.5m 花岗岩 否

4 DK195+740 3.5Ω 1Ω 20根2.5米镀锌角钢； 3.5m 玄武岩 是

5 DK197+370 4Ω 2.3Ω 23根2.5米镀锌角钢； 2.5m 花岗岩 否

6 DK199+360 3.3Ω 1.7Ω 20根2.5米镀锌角钢； 2.5m 花岗岩 否

7 DK216+320 2.3Ω 1.9Ω 22根2.5米镀锌角钢； 3.0m 花岗岩 否

8 DK231+200 3.7Ω 2.5Ω 25根2.5米镀锌角钢； 2.8m 花岗岩 否

9 DK241+450 3.1Ω 0.97Ω 23根2.5米镀锌角钢； 3.0m 玄武岩 是

10 DK242+435 2.8Ω 0.88Ω 20根2.5米镀锌角钢； 3.5m 花岗岩 是

从调查表中我们可以得出，所跟踪10个站点中，仅有5个站点经过通信设备防雷补强处理后能够满足设计要求（≤1Ω），铁路通信系统接地电阻达标率仅为50%。

五、目标设定

1、活动目标

为保证工程施工质量，我们本次QC活动的目标确定为：将铁路通信系统接地电阻达标率提高至100%。

图一目标设定图

2、目标的可行性

1）项目部拥有一批经验丰富的技术骨干，具有多年的铁路通信工程施工经验。

2）本次活动得到分公司、项目部领导的高度重视

3）根据从理论上研究降低接地电阻的方法，接地电阻值R

R=ρε/C

ρ(π·m)——土壤电阻率；

d(m)——接地体的等效直径；

S(㎡)——地网面积；

H(m)——埋设深度；

L(m)——接地极长度(m) ；

由上式可以看出，降低接地电阻有以下两种途径，一、在现场土质条件不变的情况下可以增大接地体的电容C，接地体的电容是由接地体的面积（S）决定的，与面积成正比，可以通过增大接地体几何尺寸（H、L），增大地网面积；二通过改善现场地质电学性质，减小地的电阻率ρ和介电系数ε。

从理论上我们是可以通过各种方法进一步降低接地电阻使其达标的。

六、分析原因

图二原因分析图

七、要因确认

小组成员根据原因分析图，采取了现场调查、验证和比较分析等方法，对达不到接地电阻值的各末端因素逐步确认，并编制了要因确认表。

要因确认表 表3

序号 末端因素 验证情况 确认方法 负责人 完成时间 结论

1 培训交底不到位 查阅了以往的培训交底记录，开工前已经做了技术交底，均有签到记录。现场检查施工人员均严格按照交底内容施工。 查阅资料、现场检查 陈世流 2013年

8月22日 非要因

2 缺乏经验 小组成员王志华、刘春衡同志有30年的现场施工经验，并且全国各地多条铁路做过地网施工，曹明凤同志也有10年的铁路线路施工经验，该组人员经验丰富。 查阅资料 王杰 2013年

8月22日 非要因

3 缺少专用工具 检查了现场所用的挖深、埋填、焊接等施工机具，都是专门针对本次防雷补强工程新购买的工具。 现场检查 刘元钟 2013年

8月22日 非要因

4 接地体埋深不够 检查施工日志及，发现在土质相对较好的站点，接地体埋深能够满足4米以上；在一些山区和土石地段，由于现场施工存在一定难度大多数接地体的埋深时达不到4m及以上要求 查阅资料、现场检查 曹明凤 2013年

8月23日 要因

5 接地体数量不够 现场调查，首先受基站空间的限制无法增加足够多的接地体，其次通过验证增加接地体数量对降低接地电阻率的效果不是很明显。 现场检查 刘春衡 2013年

8月23日 非要因

6 质量不达标 查阅材料订货合同及接地体材料验证，现场使用热镀锌角钢和热镀锌扁钢都是国标产品，进场时也通过了监理单位的认可，符合验标要求。 查阅资料、现场检验 曹明凤 2013年

8月24日 非要因

7 规格型号不符合 查阅设计图纸核对材料规格型号核实，本次都购买的材料都符合设计要求。 查阅资料 刘元钟 2013年

8月24日 非要因

8 地质条件特殊 经现场调查发现全线站点多为岩石类的土质，土壤的电阻率较高。 现场检查 王杰 2013年

8月24日 要因

9 基站院子小线缆多 基站院子空间较小，不适宜开展大面积施工，而且基站院子内地线埋有很多线缆，必须避开线缆的敷径路，不宜展开施工。 现场检查 陈世流 2013年

8月24日 要因

由于基站院子和其他线缆埋设属于主体工程部分已经形成无法改变，因此我们确定了2条主要因素分别是：1、接地体埋深不够；2、地质条件特殊。

八、制定对策

根据已确定的要因，QC小组成员集思广益，组织专题讨论，制定对策表。

对策计划表 表4

序号 要因 对策 目标 措施 责任人 完成地点 完成时间

1 接地体埋深不够 加深接地体的填埋深度 降低接地电阻值，提高整个工程接地电阻率的达标率 1、加工长的接地，

2、现场加深挖沟的深度 梁轩光

曹明凤 施工现场 2013年8月29日

2 地质条件特殊 增加降阻剂

降低岩石类难以深挖接地沟地区土质的电阻率 1、咨询相关厂家购买合格降阻剂

2、严格按照产品说明书进行施工。 刘元钟

王杰 项目部

2013年8月29日

九、对策实施

实施一，加深接地体的埋深深度

1、2013年8月25小组成员梁轩光按照王杰给出的数据加工垂直接地体的长度（3m-3.5m），并且在较长的垂直接地体中间进行加固，以免施工中打弯接地体。

2、 2013年8月26日-10月20日，小组成员曹明凤指导现场作业人员将接地沟深挖，在土质条件稍好地段的地方挖至1.2-1.5m，岩石类土质地段也尽量使挖深达到1米以上，再将加工好的垂直接地体通过外力使其顶端与接地沟底面平齐。

实施效果：经过加工接地体和现场施工监督，站点的平均接地埋深都满足了埋深3.5米以上的要求。

站点接地体埋深调查表 表5

站点 土质类型 埋深 站点 土质类型 埋深

DK46+640 花岗岩 4.0m DK199+360 花岗岩 4.5m

DK51+900 玄武岩 4.5m DK231+200 花岗岩 4.5m

DK144+688 砂岩 4.0m DK216+320 花岗岩 4.0m

DK192+880 花岗岩 4.0m DK280+090 碎石土 4.0m

DK197+370 花岗岩 4.5m DK283+730 砂岩 4.5m

实施二、对土质特殊地段适量辅助使用降阻剂

1、2013年8月25日小组成员刘元钟通过咨询，联系到了广东佛山市的一家降阻剂厂家，咨询了降阻剂的价格及使用方法。

降阻剂及使用说明图

2、2013年8月25日在拿到产品使用说明书后，小组成员王杰就降阻剂的使用方法给小组其他人员进行了交底。

实施效果：针对岩石类土质特点，严格按照使用说明和方法对花岗岩、玄武岩及砂岩地段的站点使用了降阻剂，有效改善了岩石类土质的电阻率。

十、效果检查

效果一： 通过改进施工方法后，经过2个多月的实践，小组成员对15个通信站点的接地电阻值进行跟踪验证，全部符合了设计要求（≤1Ω），达到了我们的目标值。

图三目标对比图

效果二、本次QC小组活动有效地解决了高土壤率地区接地电阻值过高的问题，大大提高了通信系统接地电阻的达标率，降低了通信设备被雷击的风险，保证了海南东环列车的安全平稳运营，同时避免多次返工造成的施工成本增加，也缩短了施工时间，受到了建设方和监理的一致好评，取得了良好的社会效益。

十一、巩固措施和标准化

1、项目部把本次小组活动的资料整理归档；

2、将本次施工的工艺及施工流程编写了专项施工方案，并且编写了《高速铁路通信站雷电综合防护施工工法》

结束语：

通过小组全体成员的共同努力，对本课题的关键因素采取了行之有效的对策措施，有效地解决了如何降低通信系统接地电阻值，并使之达到了设计要求（≤1Ω）。同时有效缩短了施工时间，合理利用了资源，也降低施工成本。

通过本次QC活动使我们认识到，只有不断的深入开展小组活动，钻研理论知识，充分认识QC方法的科学性和有效性，才是分析问题、解决问题的有效途径。

通过对施工技术探讨攻关，使我们的技术水平和管理水平得到了提高，在今后的工作中，我们继续开展QC活动。