地铁牵引回流系统稳定性提升

钟宏健

摘 要：地铁直流牵引系统可简单划分为牵引电源、牵引负荷和牵引回流三个子系统，其中牵引回流系统是由回流钢轨、回流电缆、轨电位限制装置、单向导通装置、排流柜以及隧道结构钢筋等组成的，各部分相辅相成，共同构成了牵引电流的回流通路，保证牵引电流常规情况和故障情况下都能顺利回流到电源负极。但由于回流不畅，从电客车轮对流至钢轨上的电荷将不断的累积，从而引起钢轨电位的抬升，同时杂散电流流经其他通路，可能对其他设备运行造成影响，严重时可导致设备烧毁，本文笔者结合自身工作，对天津地铁牵引回流系统进行了改造，提升了牵引回流系统稳定性。

关键词：地铁；牵引回流系统；稳定性提升

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.022

0 引言

天津地铁1号线为2005年底竣工的一条南北走向的地铁线路，采用DC750V上接触式接触轨供电，走行轨回流的供电模式。自2006年开通以来，天津地铁1号线双林车辆段内镟轮库、洗车库采用电动小车对电客车进行出入库的牵引。该电动小车由库内设置的3相5线制配电箱进行供电，电动小车外壳与走行轨相连，并通过PE线接地。在2014年5月、6月，镟轮库、洗车库电动牵引小车的PE线先后发生烧熔事故，事故起因均为电动小车PE线电缆截面小，无法耐受流经走行轨的杂散电流。为了消除电动小车PE线烧熔的事故隐患，组织对双林段镟轮库、洗车库回流系统进行了改造。通过改造的实施，有效地降低了镟轮库、洗车库牵引小车PE线烧毁的风险，提升了回流设备系统运行的稳定性。

1 镟轮库改造

1.1 回流系统分析

经过对镟轮库回流接线的分析可知，由于镟轮库库前设置了均流电缆连接点并与其它库线并联，这样机车在其它线路上运行时所产生的杂散电流就将通过此处的均流电纜流经镟轮库钢轨，再通过电动小车PE线、钢轨流回至变电所，由于电动小车PE线截面太小，最终导致被烧熔。

1.2 改造实施

本次改造在镟轮库前走行轨上设置1处杂散电流隔离区，并将镟轮库内走行轨接地，以彻底阻止牵引供电系统在库外产生的杂散电流流入镟轮库，并限制镟轮库走行轨对地电压。

具体措施如下：

（1）拆除镟轮库前约4.6米处绝缘节上的连接电缆，并利用D28信号机处既有绝缘节，在库前走行轨上形成约140米长的杂散电流隔离区。拆除42号道岔处吹扫库与静调库回流钢轨间的连接电缆，并利用42号道岔处既有绝缘节在库前走行轨形成约120米长的杂散电流隔离区。

（2）拆除镟轮库前走行轨上所有与其它库线走行轨连接的电缆，并将静调库前走行轨通过电缆与月修库走形轨相连。

（3）将镟轮库内走行轨通过电缆接地。

2 洗车库改造

2.1 回流系统分析

由于洗车库右端走行轨上绝缘节被2根单芯电缆接通了，没有起到阻挡杂散电流的作用，其它电化线路机车运行所产生的杂散电流就通过此处的电缆流经洗车库钢轨，最终导致与钢轨连接的电动小车PE线被烧熔。

2.2 改造实施

根据洗车库位于线路中端的特点，要阻止牵引供电系统在库外产生的杂散电流流入洗车库，最理想的方案是从洗车库两端彻底封堵杂散电流，并限制洗车库内走行轨对地电压。即在洗车库两端均设置约120m杂散电流隔离区，并将洗车库内钢轨接地。

根据现场勘查的情况，洗车库左端在拆除部分接触轨后能在库外走行轨上设置约120m杂散电流隔离区。但需要挪动D3信号机位置，并对信号轨道回路进行调整。洗车库右端线路较短，120m杂散电流隔离区的其中1组绝缘节需设置在电动小车牵引范围内。该范围内走行轨敷设方式比较特殊，走行轨本身有断裂痕迹，并且轨间连接鱼尾板与钢轨完全焊死，要安装绝缘节需切割钢轨，改造难度较大。

经综合考虑，洗车库两端走行轨上仍各设置1组绝缘节，洗车库中走行轨接地，库内接地极与变电所接地极间并联电缆。这样能阻止牵引供电系统在库外产生的杂散电流流入洗车库，限制洗车库走行轨对地电压；并且增加了库内接地线的泄流通道，完全能耐受机车通过1组绝缘节时短时带入的杂散电流，避免电动小车PE线以及配电箱PE接地线被烧熔。

具体措施如下：

（1）库左端绝缘节为利旧，库右端绝缘节为拆除原绝缘节上的连接电缆后利旧。

（2）将洗车库内走行轨通过电缆接地。

（3）将库内接地接与变电所接地极间通过电缆并接。

3 结语

地铁牵引回流系统各部分相辅相成，共同构成了牵引电流的回流通路，以保证牵引电流常规情况和故障情况下都能顺利回流到电源负极。因此，在地铁运营过程中，应该注意保证牵引回流畅通，避免长期通过轨电位限制装置将钢轨和接地系统接通，不可长期退出排流柜运行，不能将高架段线路上接触轨避雷器的负极直接连接到道床或桥墩上，应与钢轨直接连接。加强设备检修维护质量，尽早发现牵引回流系统问题，确保牵引回流系统稳定运行。

参考文献：

[1]马洪儒.北京地下铁道的杂散电流腐蚀与防护[J].城市轨道交通，1990（01）：11-19.

[2]CJJ49-1992地铁杂散电流腐蚀防护技术规程[S].

[3]GB 50157-2013地铁设计规范[S].

[4]GB 50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S].