[发明专利]一种适用于高速列车的工作与安全接地独立分布方法

说明书

本发明公开了一种适用于高速列车的工作与安全接地独立分布方法，具体为：工作接地系统和安全接地系统在两根钢轨侧独立分布；工作接地系统的车厢通过受电弓从接触网上接入高压交流电，经过真空断路器输送给变压器的一次侧，然后经由接地碳刷滑动接触到车轮上，再与钢轨一滚动接触，最后通过钢轨一到达变电所的回流线形成回流；安全接地系统的车厢直接由接地碳刷滑动接触到车轮上，再与钢轨二滚动接触来泄放过电压；本发明可以有效减少车体环流，避免车载弱电设备受到车体环流干扰、设备异常发热以及造成接地碳刷异常磨损；减少由过电压产生的冲击电压造成的损害、提高列车接地稳定性。

技术领域

本发明属于轨道交通接地技术领域，具体涉及一种适用于高速列车的工作与安全接地独立分布方法。

背景技术

随着高速列车运行速度和载重量的提高，牵引功率不断增加，对高速铁路运行安全的保障提出了更高的要求。高速铁路牵引供电系统是高速列车的动力来源，与之匹配的列车接地系统的不当设置可能会威胁高速铁路的安全运营。

高速列车接地系统主要分为安全接地和工作接地。工作接地重点在于高压电缆屏蔽层的接地方式。高速动车组通过受电弓滑板从接触网获取电流，经车载牵引变压器、整流逆变设备等将牵引变电所提供的电能转化为动车组牵引电机可以利用的电能，其中牵引电流经牵引变压器一次侧末端导入钢轨完成回流称为动车组工作接地系统。

车辆所有导电的、可接触到的零部件，如转向架、牵引设备箱、辅助供电模块箱等，在故障状态下可能携带危险接触电压，必须通过保护性屏蔽接地用低电阻连接到车体上，使得所有导电的设备具有相同的电位，这是高速列车组安全接地系统。安全接地的接地电阻越低，车体电势越低。由于车载电气设备均以车体为公共参考地电位，若设备发生故障如绝缘损坏和短路等，故障电流将直接泄放至车体，造成车体电位的抬升，危害其他车载电器设备的安全运行。

因接地方式不当导致的接地碳刷的异常磨耗、车体电势抬升、车载传感器报错甚至烧毁等现象时有发生。列车移动运行时，由于某些钢轨回路电阻大于车体回路电阻，导致工作接地释放到钢轨的牵引电流会经过安全接地装置流进车体中，形成了车轨环流。这会抬高车体电位，由于车体是弱电信号的公共参考地，该电压会损坏车载控制、通信等弱电设备；同时会导致车体局部发热，加快绝缘老化。现有某些高速列车接地系统中，为了抑制车轨环流，减少通过钢轨流入车体的电流分量，在车体和接地碳刷之间加入一个隔离电阻，以增大车体电阻，使电流通过隔离电阻进入车体的分量较少。但是当发生雷击跳闸、过电压冲击时，避雷器或接地开关闭合，瞬态冲击电流会加载在接地电阻上，造成车体电压瞬间提升，由于车体是弱电信号的公共参考地，该冲击电压造成的反击有可能损坏车载控制、通信等弱电设备。同时当避雷器导通时，接地电阻与主回路的变压器是并联关系，高压雷电波仍然会加载在车载变压器的两端，通过变压器耦合到二次侧，造成变压器二次侧连接设备的损坏。

因此针对我国运营动车组接地的特点，需要设计一种解决现有高速列车接地系统问题的接地工作方法。这种方法需要减轻车轨回流损害，避免车载弱电设备受到车体环流干扰、设备异常报错损坏发热以及造成接地碳刷异常磨损。并且在产生过电压时，可以有效的减轻在产生过电压造成的冲击电压反击损坏车载控制、通信等弱电设备，提高车体弱电设备的安全性。同时，避免高压雷电波的耦合造成的变压器二次侧连接设备损坏。

发明内容

针对现有高速列车接地技术中存在的问题，本发明提供一种适用于高速列车的工作与安全接地独立分布方法。

本发明为实现其发明目的，具体的技术方案是：工作接地系统和安全接地(即保护接地)系统在两根钢轨侧独立分布。

其中，工作接地系统的接地过程为：车厢通过受电弓从接触网上接入25KV/50HZ高压交流电，经过真空断路器输送给变压器的一次侧，然后经由接地碳刷滑动接触到车轮一和车轮二上，再与钢轨一滚动接触，最后通过钢轨一到达变电所的回流线形成回流。