PTYL23 这类带铝护套的铁路信号电缆,护套要不要接地、接一端还是两端,现场经常争论。接法选错,轻则屏蔽效果达不到标称值,重则护套环流发热、加速电化腐蚀,甚至把牵引回流引进机房。本文按单端、双端两种接法的适用条件、干扰机理和接地电阻实测要求展开,供设计与施工核对参考。
一、铝护套承担的两个任务
屏蔽与挡潮
铝护套在铁路信号电缆里身兼两职:一是挡潮,纵包轧纹加氩弧焊密封,把水汽彻底挡在缆芯之外;二是屏蔽,削弱电气化牵引电流等外界磁场对芯线的感应干扰。铁路信号电缆中铝护套型号的屏蔽系数一般不大于 0.3,也就是外界磁场在芯线上感应的纵向电动势被压到三成以下,这个指标是衡量护套屏蔽效果的核心参数。
不接地的后果
屏蔽要起作用,感应电流必须有去处。护套如果对地完全浮空,感应电荷无处泄放,护套电位随外界场强漂移,屏蔽系数达不到标称值;静电积累和雷击感应电位也缺少泄放通道。所以护套必须与大地建立确定的连接关系——问题只在于接几端、怎么接。
二、单端接地:默认做法与适用条件
信号工程的通行做法是铝护套在信号机械室一端接地,另一端对地绝缘。接地端经接地引线接到机房接地排,接地电阻一般不大于 4Ω;非接地端的护套端头要做绝缘处理,护套切口密封防潮。
单端接地最大的好处是护套与大地不构成闭合回路:钢轨牵引回流、两端地电位差都驱动不了护套环流,没有环流发热,也没有电化腐蚀的电流通道。区间和站内长度不大的信号电缆,一般都按这个方式处理。
施工中要注意两点:一是非接地端必须真正绝缘,端头不能碰桥架、接地体或其他金属构件,不能”顺手”也接了地;二是接地引线要压接牢固,焊点做防腐,别让接地端自己先松掉。
三、双端接地:什么条件下才合适
双端接地后,护套经大地形成并联回路。两端电位相等、外界磁场无变化时回路里没有电流;但电气化区段接触网回流经钢轨入地,钢轨沿线电位分布不均,两个接地点之间的电位差会驱动电流沿铝护套流动。环流大小取决于电位差和回路电阻,区段越长、牵引电流越大,环流越可观——后果是护套发热、接口处电化腐蚀加剧,环流磁场反过来还会干扰芯线,屏蔽反而帮了倒忙。
所以双端接地只在特定条件下使用:线路很短、两端地电位差小,设计文件明确要求更高屏蔽或防雷性能的场合。一般信号工程仍以单端接地为主。两种接法的对照见下表:
| 接法 | 优点 | 风险与代价 | 适用场合 |
|---|---|---|---|
| 单端接地 | 无护套环流,无电化腐蚀,施工简单 | 非接地端护套电位随感应漂移,防雷能力有限 | 区间与站内一般信号电缆,默认做法 |
| 双端接地 | 护套电位被钳住,屏蔽与防雷性能更好 | 牵引回流与地电位差驱动环流,发热腐蚀 | 短线路、两端电位差小、设计明确要求的场合 |
四、接地电阻的实测要求
接地好不好,最后要落在实测数值上。一般要求的参考值如下(以设计文件为准):
| 接地部位 | 一般要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 铝护套(机械室端) | 不大于 4Ω | 经接地引线接机房接地排 |
| 铠装层(站内) | 不大于 4Ω | 站内接地条件较好,与铝护套同标准 |
| 铠装层(区间) | 不大于 10Ω | 区间接地条件差,要求适当放宽 |
实测用接地电阻测试仪,按现场条件选三极法或钳形法。施工验收时测一次并留存记录;维护期定期复测。土壤电阻率随季节干湿变化明显,雨季和旱季测出的数值可能差别很大,测不合格先查接地引线锈蚀和连接松动,再考虑补打接地体或更换接地点。
五、施工与维护的三个细节
端头密封与绝缘
非接地端的护套切口要用密封件和热缩材料封好,铝层不得外露搭接金属构件;绝缘端头挂标识牌,避免后期检修时被”好心”接地。
与强电的距离
信号电缆与电力电缆平行敷设一般不小于 0.3m,交叉时取垂直交叉,减少耦合干扰;与接触网带电体保持设计规定的安全距离,具体以设计文件为准。
测试台账
每次接地电阻实测值记入台账并注明日期、天气和测试方式。数值突然变大,多数是接地体锈蚀、引线断裂或接头松动,按台账对比能很快锁定位置。
常见问题
铝护套和铠装层要分开接地吗?
按设计文件处理。通常做法是在接地端把铝护套和铠装一并引出,接到同一接地排;无论合并还是分开,全电缆只允许同一端接地这一种接法,严禁铝护套接一端、铠装接另一端——那样等于借铠装给护套接通了回路,单端接地的意义就没了。
另一端不接地,防雷怎么办?
单端接地时非接地端护套可能积累感应电位,防雷能力有限。雷害多发区段按设计增设防护措施,如加强机房防雷、护套端头防护处理等,具体以设计文件和验收要求为准。
接地电阻测出来偏大怎么办?
分三步查:先看接地引线和压接点是否锈蚀松动,再检查接地体是否腐蚀断裂,最后补打接地体或更换接地点。补完复测,雨季前后各测一次更稳妥。
电缆两端都进同一机房,可以两端都接地吗?
两端接的是同一机房接地排时,两接地点电位差极小,环流可忽略,一般允许,以设计为准。若是跨区间接到不同地网,两端电位差不可控,仍按单端接地处理。
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