工作接地对高速动车组接地回流的影响

【摘要】当下高速动车组其工作接地的方式会给其接地回流带来极大的影响，而其接地回流之中的碳刷分配规律会直接关系到列车的运行安全等问题。因此为了能够进一步探讨工作接地给其带来的影响，本文将会以具体的工作接地方式为基础，分析它们分别会给接地回流的基本规律带来怎样的影响。

【关键词】高速动车组；工作接地；接地回流

一、主电路

（一）主电路

从动车组的主要结构图及接地方式中能够发现动车组结构中的保护接地和工作接地之间是互相独立的[1]。动车的每一节车厢都设置有保护接地装置并且都使用贯通电缆相互连接；各个保护接地装置的距离较近，这样在保证其电势的同时还能够进一步减少流经车体的电流。但由于是多点接地，就易导致出现电气回路，造成环路电流，使车载设备经常出现发热的情况。

（二）高速动车组的接地系统

接地系统包含两个主要部分，一个是主回路电气工作接地；另一个是车体保护接地[2]。动车组的工作接地就是牵引电流的回流接地，它在变压器末端输出点的作用下与接地装置相连接，接地装置是由接地碳刷以及车轴上的集电环相互连接的，再将车轴用轮对连接至钢轨上，最后通过地线把电流引入变电所中。

二、接地回流

（一）工作接地对接地回流的影响机理

整个动车组的保护接地就是将车体全部贯通，主回路直接在变压器工作接地碳刷的作用下实现接地；在此期间整个车体也是在保护接地碳刷的作用下实现接地目的。接地碳刷安装的位置是每一节车厢的车轴之上，因为车体自身的电阻稳定性较差，当接触碳刷的接地电阻出现上下波动的时候碳刷的接触性能就会降低，整个车体的接地系统的电阻就会来回波动，因为接地钢轨回路和车体回路电阻之间存在较大的差异，所以这就导致钢轨回流直接在接地点进入到轴承箱以及车体之中，使车体产生局部的环流，使得车体局部开始发热。这时候如果电流进入到轴承之中轴承就极易发生电腐蚀。除此之外其车体的回流回路的抗阻性能无法得到保证，所以接触网之上的牵引电流就会在钢轨回流之时通过车体的保护接地点，由此进入到车体当中，由此这就导致列车经常产生非正常的损耗。

（二）高速动车组接地回流分析

通过对接地回流进行研究和分析能够发现整个列车的主要泄流方式就是工作接地；另外动车组的保护接地也都是使用多点接地的方式，整个车体与转向架以及车体之间相互连接的等电势连接电缆之间所构成的电气回路变多，使得每一个保护接地的电流会有所增长。但是从整体情况上进行分析能够发现整个列车增设的保护接地和单点接地、多点选择性接地相比对，接地电流有所减少；另外每个车体保护电流的大小分布情况并没有被改变，头车以及尾车的电流仍旧是最大的，与工作接地点相临近的保护电流要比其它车的电流大很多。

三、影响

（一）改进工作接地方式

为了可以确定工作接地方式给接地回流带来的影响，就需要优化工作接地方式；具体如下图3所示。在具体实施改进的时候要严格考虑其中存在的各种问题，比如其工作接地电流值比较大的时候会给接地碳刷产生比较大的磨损，并且转向架一位车轴与二位车轴之间的存在电势差，进而产生电化学腐蚀，也会给碳刷的使用期限带来影响，对此在实施具体改进的时候可以将其工作接地点按照实际情况进行增加。所以在下图3的改进方式当中将变压器车设置了四个工作节点，并未设置保护接地；剩下的车辆都设置有两个保护接地。这一方式能够让变压器车的车体实现悬空接地，由此整体动车组就会在车辆之间的等电势线的作用下保证整体列车的等电势。

（二）接地方式不同对回流的影响分析

通过对接地方式给接地回流产生的影响进行分析，能够发现就算接地方式有所不同也不会对其保护电流产生较大的影响，各车的保护接地电流的具体分布状况也不会得到相应的变化。其中头车与尾车的电流值是最大的，一般越是靠近工作接地点其保护电流的数值也就会越大。对其工作接地方式进行改进之后使得其接地点变多，牵引电流在车体接地点的作用下将会有极大的可能性回流到车体，因此经过每一个保护碳刷的电流相较于改进前的接地方式而言会有所增大，但是并不会产生较大的影响。但是改进之后的接地方式能够让每一个通过工作节点碳刷的电流变得更加均匀，这样碳刷之间的寿命差异就会有所改善，总的来说改进之后的工作接地方式能够给其后续动车组的工作接地方式提供一定的参考依据。

（三）总结分析

一般越是与其工作接地点的位置相近，其保护电流就会越大，其中头车与尾车的电流值是最大的，产生这种现象的主要原因就是其它车厢的该保护接地点的电流在通过车体之后都要汇聚到车头和车尾的保护接地点；再加上其这两个位置本身的电流回路相对非常多，电流之间的相互叠加也是会产生这样的情况的。每一个车厢的保护接地电流的大小都是不一样的，这是因为车体本身的电阻等以及钢轨本身的电阻等彼此相互连接所导致的。

四、结束语

通过对以上的机电分析能够发现，其工作接地方式并不会给接地回流带来太大的影响，但是会给碳刷的使用寿命带来一定负面作用，比如增加工作接地点之后各处工作接地电流变小，电流也会变得更加均匀，由此碳刷的磨损程度将会降低。对此其制定接地方式的时候可以参考以上内容。

参考文献：

[1]裴春兴，李娜，贾楠，etal.高速动车组接地技术分析和研究[J].铁道机车与动车，2014（8）：17-21.

[2]魏晓斌，高国强，陈盼，etal.保护接地对高速动车组接地回流的影响[J].铁道学报，2017，39（8）：39-44.