京广高铁牵引供电电缆的敷设施工及接地方式类型和选用

齐超杰

摘 要：我国高速铁路和客运专线建设的快速发展，因受外部环境及地形的影响，高速铁路牵引供电单芯电缆使用越来越普遍，根据电缆故障产生的原因，对高速铁路牵引供电单芯电缆敷设施工及接地方式进行探讨，铁路供电电缆在所亭一般采用电缆沟，区间主要采取直埋敷设；电缆接地一般采用电缆铠装一端直接接地，另一端通过护层保护器接地的接地方式。

关键词：高速铁路；牵引供电；单芯电缆；电缆铠装；接地

中图分类号： U227 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-67-2

1 牵引供电电缆故障的主要原因

牵引供电电缆故障主要原因大致分为电缆本体原因、施工质量原因、外部环境影响三大类，根据京广高铁开通运营来的经验，牵引供电电缆故障主要由施工质量引起的，主要体现在牵引供电电缆施工造成牵引供电电缆本体绝缘护套损伤、金属铠装损坏变形、接地不满足要求、电缆终端病态运行等。

外围环境施工可能对牵引供电电缆造成损伤，外部施工引起的牵引供电电缆故障不易短时恢复，对行车和运输组织造成严重的干扰。

2 牵引供电电缆敷设施工工艺的探讨

高速铁路供电电缆一般用于变电所GIS柜至高速铁路上网点间的供电线或者受外部环境影响AT供电方式中的正馈线。牵引供电电缆敷设区段外部环境相对较差，施工及维护较困难，因此，牵引供电电缆运营前的敷设及安装显得尤其重要。高速铁路牵引供电单芯电缆、电力电缆的敷设要符合《电力工程电缆设计规范》的要求，牵引供电电缆应满足运营要求，便于日常检修及维护。

①由于高速铁路牵引供电电缆为交流系统单芯电缆，牵引供电电缆铠装层应采用非磁性的铠装层，目前高铁大多采用的是铝或者铝合金材质。牵引供电电缆上网点固定也应采用非磁性材质的抱箍等固定方式，防止牵引供电电缆内部形成涡流，损伤电缆。②由于牵引供电电缆铠装层大多采用铝或铝合金材质，抗外力破坏能力较差，牵引供电电缆宜采用整体浇筑式电缆沟槽敷设，对于同沟敷设的牵引供电电缆间距应该符合设计规范的要求，牵引供电电缆间一般采用砖块或混凝土隔离板进行隔离，避免一条牵引供电电缆击穿故障时，损伤相邻电缆。③京广高铁供电电缆大多采用直埋方式进行敷设，这就要求对牵引供电电缆施工环境及牵引供电电缆填埋过程进行重点盯控。由于牵引供电电缆直埋后，出现故障不便于查找，建议长大牵引供电电缆安装电缆分支箱，尽量避免运用中间接头直接进行埋设，牵引供电电缆终端作为电缆日常运营管理中的薄弱环节，应加强监控。④牵引供电电缆在敷设过程中严禁用机械拖拽电缆，防止造成牵引供电电缆外护套及铠装层损伤，埋下安全隐患，对于直埋区段的牵引供电电缆应逐根进行隔离，敷设后应及时在牵引供电电缆四周填充沙土后填埋电缆沟，避免直埋牵引供电电缆受到机械性损伤、化学作用、地下电流、振动、热影响、腐蚀物质、虫鼠等危害。⑤牵引供电电缆在穿越铁路、公路等需穿管敷设的，牵引供电电缆宜采用单根单管敷设，牵引供电电缆保护管宜采用阻燃、抗腐蚀、非磁性材质的管道。⑥牵引供电电缆埋设深度用满足设计规范的要求，牵引供电电缆转弯处、中间电缆接头处，穿过建筑墙体处、过轨过道两旁及电缆路径上方等均应埋设电缆标桩或永久性标识，防止大型机械碾压，对电缆造成损伤，构成安全隐患，最终导致电缆故障。⑦高速铁路高速铁路牵引供电单芯电缆线径较大，且牵引供电电缆主绝缘及铠装层在弯曲过程中宜造成损伤，在牵引供电电缆敷设过程中弯曲半径应大于电缆外径的 20 倍。⑧高压电缆终端（中间头）是牵引供电电缆运行中的薄弱环节，大部分牵引供电电缆故障点都在电缆终端。牵引供电电缆终端安装过程中要遵守施工安装规程，严格把控施工工艺，避免因制作原因导致电缆击穿。⑨制作牵引供电电缆终端时，引出的牵引供电电缆铠装裸露接地层导线应分别做防水、绝缘包缠和绝缘绑扎固定处理，牵引供电电缆中间接头应水平放置安装，牵引供电电缆终端安装及固定不应处于受力状态。

3 牵引供电电缆铠装的接地方式

3.1 牵引供电电缆铠装两端直接接地

牵引供电电缆铠装两端不经过任何保护装置直接接地，该方式日常维护量小，在电力三芯电缆中常常采用，但在单芯电缆电缆铠装接地中很少采用，避免牵引供电电缆铠装层形成环流，损伤电缆。（如图1）

3.2 牵引供电电缆铠装一端直接接地，另一端通过护层保护器接地（如图2）

牵引供电电缆长度较短，牵引供电电缆铠装一般采用一端直接接地，另一端通过护层保护器接地。装设护层保护器端正常情况下对地绝缘，当牵引供电电缆铠装层出现过电压时，保护器接地，可以有效的减少和消除环流，确保供电电缆运行安全。

3.3 牵引供电电缆铠装中间接地

牵引供电电缆铠装中间接地。牵引供电电缆两端通过护层保护器接地（如图3）。

这种连接方式在铁路供电中不常用。

3.4 牵引供电电缆铠装交叉互联接地

当牵引供电电缆较长时，一般采用交叉互联的方式接地，通过将电缆三等分，每段间加装绝缘接头，牵引供电电缆铠装在绝缘接头处引出，并经过互联箱交叉互联后，通过护层保护器接地，牵引供电电缆本体两端直接接地。这种连接方式主要运用于国家电网三相电源单芯电缆敷设。（如图4）

高速铁路供电电流较大，单芯电缆电缆铠装会产生较大感应电压，因此，牵引供电电缆铠装需采用接地防护措施，以此来消除感应电压。根据高速铁路牵引供电单芯电缆特点，高速铁路常采用一端接地，一端接护层保护器的接地方式。

4 结束语

由于牵引供电电缆前期投资大，一旦发生故障，难于及时发现故障点，宜造成故障影响扩大化，以前高速铁路供电很少采用高速铁路牵引供电单芯电缆。由于高速铁路新线建设，这几年高速铁路普遍使用单芯电缆供电，铁路运营单位要不断在日常检修维护中总结经验，配备必要的检修工具，加强新建线路牵引供电电缆敷设过程中的配合工作，不断探索牵引供电电缆敷设安装和运营维护中的新工艺，新标准，确保为供电设备安全平稳的供电。