电气化铁路“贯通地线”是什么?

￣祖爷

当你乘坐火车时，是否注意过铁轨旁那些不起眼的线缆？它们看似普通，却是铁路安全系统中不可或缺的"生命线"——贯通地线。它能保护信号设备免受干扰，堪称铁路系统默默无闻的"安全守护者"。今天，就让我们一起揭开贯通地线的神秘面纱，了解这项隐藏在钢轨之下的安全技术。



什么是贯通地线？

在电气化铁路中，牵引线与信号电缆是长距离平行敷设的，牵引线为强电线路，而信号线路为弱电线路。在运行过程中强电线路产生的交变磁场会在信号电缆的屏蔽上产生纵向感应电动势，从而在屏蔽中形成很大的感应电流。这种电流如果不及时泄流掉，就会对电缆芯线产生干扰，影响行车安全。为了消除这种影响，信号电缆的屏蔽层必须可靠接地，使屏蔽层的干扰电流能够及时导入大地。

在2004年以前，我国还没有客运专线，铁路信号系统的接地方式是每隔一定的距离都做一个人工接地体，然后将电缆两端的屏蔽层通过一根引线接到人工接地体上，这种接地方式在普速铁路上是能够满足要求的。但随着客运能力的提高，在信号检测设备中不断发现有较强的干扰信号，严重影响行车安全。



原铁道部多次组织专家对现场进行调查，最后分析发现，这种干扰信号源于电缆屏蔽层的接地体与其它信号设备的接地体之间的电位差，有车时其峰-峰值可达40V。要消除干扰，就必须设法消除或降低这种电位差。因此，借鉴国外的施工方式，中国引入铁路贯通地线，将电缆的屏蔽层、各信号设备的接地体都连接到铁路贯通地线上，以有效消除这种电位差。



高速铁路采用在铁路沿线敷设贯通地线，并将沿线所有设施的接地网联成一体的接地方式，也就是铁路专业人士常说的“综合接地系统”。

综合接地系统实质就是一个共用接地系统，通过贯通地线、接地装置以及引接线等将铁路沿线所涉需要防雷接地的设备及设施等电位的连接起来，形成低阻值等电位综合接地平台，能够为高铁设备安全稳定的运行提供良好的接地保障。室外信号设备的各种接地线均应与就近的贯通地线或综合接地系统接地端子连接。



说了这么多，好像又有点晕了……别着急，咱们细致的讲讲“接地”问题。

“接地”是什么意思？

在日常生活中，如果你经常和“电”打交道，那一定不会对“接地”感到陌生——防静电接地、安全保护接地、多重接地。然而令人费解的是，接了这么多次地，到底什么是接地？

为了说清楚这个问题，我们先要理解"接地"中的"地"是什么东西。



当导体与大地连接时，地球相当于一个近乎无限大的电荷容器（电容），能够吸收极大量的电荷。由于地球的体积和表面积极其庞大，即使导入一定量的电荷，其电荷密度也几乎可以忽略不计。因此，地球整体可视为不带电，并且通常被定义为"零电势"的参考点——即地球是一个各处电势相等的等势体。



将导体接地后，电荷会迅速流入大地，使其电势趋近于零。如果电荷量较大，短时间内可能在局部区域形成电流，但随着距离增加，电流强度急剧衰减，在较远处几乎无法检测到。

理论上，大地可以被视为优良导体，但实际上，其导电性能受土壤成分、湿度、温度等因素影响，电阻率可能变化很大。因此，合理的接地设计对电气设备和导电设施的安全运行至关重要。

了解了“地”，我们来认识“接地”。

“接地”就是将系统或装置的某些导电部分，经接地线连接至“地”，通常指接地极。接地极是指埋入地下并与土壤直接接触的金属导体，其主要作用是为系统或设备提供电荷/电流通向大地的有效路径。在实际工程中，某些现成的金属结构物，如建筑物的钢筋骨架、地下金属管道、金属井筒等，由于与大地直接接触，也可以作为接地极使用，这类接地极被称为自然接地极。





在实际应用中，由于需要接地的设备或导电部件数量较多，若每个部件都单独直接接地会很不方便。因此，通常的做法是将所有需要接地的部分先连接到总接地端子（或称接地母排），再通过该端子统一接入大地。在电气系统中，这个总接地端子通常被设定为整个系统的电位基准点（零电位参考点）。

接地系统的主要功能是将电气设备可能产生的各类异常电流安全导入大地，包括漏电流、静电荷积累以及雷击电流等。接地具有多重保护作用，它能确保电气设备的稳定运行，当设备发生漏电时，可有效防止人员触电事故，同时还能够避免雷击对设备造成的损害、消除静电积聚引发的火灾或爆炸风险。

铁路贯通地线的结构

了解完了“接地”，贯通地线的含义就更加清楚了。铁路贯通地线的作用主要有两个：一是消除各接地体之间的电位差，实现各接地体之间的地电位平衡；二是作为牵引回流的通道。为此，铁路贯通地线既要保证直流电阻满足要求，又要促使其电流能够快速泄流到大地。



铁路贯通地线的规格有两种，一种截面为35mm²，另一种截面为70mm²。规格的选择按照回流大小而定(流经铁路贯通地线的牵引回流约占整个牵引回流的20%)，采用16节编组的列车，对于时速350km的客运专线，其电力牵引负荷为1200A左右，流经贯通地线的回流为240A；对于时速250km的客运专线，其电力牵引负荷为600A左右，流经贯通地线的回流为120A。根据相关研究计算，前者采用70mm²贯通地线，后者采用35mm²贯通地线。

铁路贯通地线的护套工艺

贯通地线看着不太起眼，但它工艺设计背后涉及的科学知识可不少，包含着大量设计师的心血。

大家都知道，纯铜的导电性好，作为贯通地线能够有效实现各接地体之间的电位平衡，但纯铜的耐腐蚀性较差，埋于土壤中或暴露于空气中，会很快发生氧化腐蚀，影响导电性和使用寿命。因此，纯铜导体外面必须有保护层，而且保护层必须能够耐受酸碱土壤的腐蚀，同时具有良好的导电性，以使各种干扰电流或雷击过电流能够快速疏散掉。



铅护套铁路贯通地线是我国早期使用的铁路贯通地线，铅护套采用无缝挤包。铅护套是借鉴国外技术而研制的，只在很少一部分线路中使用。虽然铅护套具有良好的导电性，化学性能稳定，能够耐受各种酸碱土壤的腐蚀，且容易加工。但是铅属于有毒重金属，长期埋在土壤中会对土壤和水造成严重的污染。原铁道部工管中心于2006年2月下发了工管[2006]18号文件后，该产品被禁止使用。



此后，我国又应用了铝护套（产品型号DHS）铁路贯通地线、导电塑料护套铁路贯通地线（产品型号TD）。但铝护套的耐酸碱性能相对较差，使用寿命较短，塑料护套的泄流速度慢，有着火风险，原铁道部运输局出台了[2012]359号文件《铁路部运输局关于规范贯通地线运用的通知》，明确规定：“为规范贯通地线材质，确保高铁运行安全，从即日起，普速铁路和客专线路的综合贯通地线，必须使用外护套采用金属护套或合金护套制造、并具有耐腐蚀性能的贯通地线，尚未招标采购的工程项目一律不得使用导电塑料护套贯通地线”。



2012底年生产厂家试制出了合金护套铁路贯通地线（产品型号DH），并于2013年开始投入使用。再后来，铁路总公司于2017年颁布了TB/T3479—2017《铁路贯通地线》标准，并明确规定对于新建铁路线路，必须使用无缝合金护套铁路贯通地线（产品型号S-DH），并按照TB/T3479—2017的要求进行生产和验收。自此，国铁系统统一了铁路贯通地线的结构要求。

想不到吧？火车安全运行的背后有贯通地线默默地付出，贯通地线看着不起眼，却有如此大的作用。你还想了解什么？欢迎在下方留言，一起探讨！

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电气化铁路“贯通地线”是沿线路全线敷设的接地导体，用于统一牵引回流、降低钢轨电位、保障设备与人员安全。它连接沿线接地装置，形成低阻抗通路，有效疏导故障电流和雷电流，抑制电磁干扰，提升信号系统稳定性。其设计需综合考虑土壤电阻率、腐蚀防护及机械强度，是铁路电气化工程的关键基础设施，体现了系统接地的精密性与可靠性。

[本文内容由铁道职培APP平台与人工智能深度求索 - DeepSeek辅助生成，仅供参考]