动车组车辆接地线选型设计探讨

夏丽芳 张林 高健 马丽格 郭晋

摘要：对于现代生活的人民而言，出行的方式有许多，而要长途旅行的话，一般是选择飞机或者是动车、高铁。在这几个项目中，动车价格便宜，速度也很快，污染较小。而和谐号动车组在开始运行之后，受到了乘客的一致好评，运行也是十分的平稳，但是随着动车组的运行，有的时候也会出现一些失误，暴露了许多的问题。为了更好的保证动车组的高压电气系统的运行安全，降低动车的事故率，需要对于动车组内部的接地线选型进行研究，减少故障率。

关键词：动车组；接地线；设计

引言：伴随着城际轨道的大力建设，动车组的数量也是越来越多，这样也就导致了对于动车组提出了更高的技术要求。这就需要动车组车辆的设计工艺技术人员，了解接地的作用、分类和应用，更好的满足动车组的日常使用需求。

一、动车组接地线的介绍

（一）接地线的分类

电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气连接称为接地。与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体；连接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线，接地体和接地线统称为接地装置。电气设备接地的目的主要是保护人身和设备的安全，所有电气设备应按规定进行可靠接地。动车组的接地线一般分为保护性接地和功能性接地两种。保护性接地常应用在防电击接地、防雷接地和防静电接地。功能性接地包括工作接地、逻辑接地、屏蔽接地和信号接地。

（二）各种接地线的显著特点

防电击接地是为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时，使平时不带电的外露到点部分带电导致电击，将设备的外露部分接地，成为防电击接地。这种接地还可以限制线路涌流或低压线路由于高压窜入而引起的高电压，产生故障时，有利于过流保护装置动作而切断电源，称为保护接地。防雷接地是将雷电导入打底，防止人身或财产受到损坏。防静电接地普遍应用于电子设备集成电路，容易受到景点作用产生故障，接地后可防止集成电路的损坏。使用的是电气装置、以及接地端子额接地极连接使用的金属导电的部分。

工作接地为了保证电力系统运行，防止系统振荡，保证继电保护的可靠性，在交直流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中性点，直流一般为中点，在电子设备系统中，则称除电子设备系统以外的交直流接地为功率地。逻辑接地为了确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为逻辑地，一般采用金属底板作为逻辑地。常将逻辑地以及其他模拟信号系统的接地统称为直流地。屏蔽接地将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对电子设备的影响，也可减少电子设备产生的干扰影响其他电子设备。信号接地为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地，例如检测漏电流的接地，阻抗测量电桥和电晕放电损耗测量等电气参数测量的接地。

2. 几种常用的接地方法

1. 浮点接地

浮点接地指系统的各个接地端与大地不相连接，低频时可采用，这种方法简单，但是对于与地的绝缘电阻要求较高，否则由于绝缘下降，会导致干扰，此外，浮空容易引起静电干扰。

2. 单点接地

所有电路的地线接到公共地线的同一点，进一步可分为串联单点接地和并联单点接地，最大的好处就是没有其他地环路，各设备的点对仅与各自的电流和地线电阻有关，不受其他设备的影响，可防止各设备之间相互干扰和地回路的干扰，相对简单。但若设备较多，需要很多根地线，使接地导线加长，阻抗增大，还会出现个接地导线间的相互耦合。

3. 多点接地

每一个设备、电路各自用接地线分别就近接地，高频电路一般都采用多点接地。为了降低地电位，接地线应尽可能短，变降低接地线的阻抗。优点是电路简单，接地线端，便于维护，缺点回路增多，会出现一些共阻抗耦合。

4. 混合接地

在有些设备中，既有高频电路又有低频电路，将电路按照信号特性分组，相互不会产生干扰的电路放在一组，一组内的电路采用串联单点接地，不同组的电路采用并联单点接地，既解决了公共抗住耦合的问题，又避免了地线过多的问题。

2. 动车组接地方现状介绍

高速动车组通过受电弓从接触网接受电流，电流流过车载电气设备后经动车组接地系统流入钢轨，并通过综合贯通地线入地，将电流回流至牵引变电所。为避免车体接地系统中的电流流程轴承，防止轴承电剥蚀，轴承与转向架联接处有橡胶绝缘。高速动车组接地主要包括两部分，即车体接地和车载电气设备接地，其中车载电气设备接地点重点在与高压电缆屏蔽层的接地方式，而车体接地方式则针对不同车型的动车组有较大的差异，动车组的接地系统是雷电冲击和升弓浪涌等过电压的泄放通道，因此合理的接地系统能够有效提高车载电气设备的安全性能和车载人员的安全系数。由于动车组的车体是强、弱点系统的公共参考地，而该参考地又通过接地碳刷、轮对、钢轨与大地相接，当动车组高速运行时，该公共参考地处于快速移动状态，与地方电力系统中的固定地存在巨大的差异；一方面当列车接地方式火车接地参数选择不合理时，接地碳刷与车轴间的滑动接触电阻的分散型增大，易导致电流分配不均，不同接地点出现电压差，形成局部环流，部分电流可能会泄漏到轴承箱，其泄露途径是当轴承上流过电流时，轴承不仅会异常发热，而且会发生电话腐蚀，极大加重了轴承的损耗。此外由于车上公共地的连接关系，车体同时也是通信、控制等热点系统的参考地，车体电压的周边会传播到弱点系统的信号地，导致信号地电压浮动，造成控制型号系统的逻辑紊乱，并且当信号地电压抬升至一定幅度时，甚至会造成控制、通信系统的电路绝缘击穿和电子元器件烧毁。因此结合线路工装和高速动车组的主电路结构对动车组的接地系统进行系统的研究至关重要。

结束语：

综上所述，社会的不断发展，使得动车组在广泛的普及，满足了乘客在出行过程中对于安全、经济、舒适的要求。在经济不断提升当下，对于动车质量要求也是越来越高，在动车生产过程中也要关注接地技术，保证动车的安全运行，给乘客带来更加舒适安全的旅行体验。

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