铁路专用线油库电磁防护措施的优化

铁路专用线油库电磁防护措施的优化

李玉梅

中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司北京市100036

摘要：本文首先概述了油库的防护标准及技术指标，接着介绍了相关计算方法及目前铁路专用线油库的防护设计原则，再以西北某大型油库为例，详细介绍了油库防护措施及其优化改进。

关键词：油库；电磁防护；优化

引言

随着电气化铁路的发展，铁路专用线油库电磁干扰问题越来越突出，为确保铁路专用线油库安全正常的工作，其防护措施的优化改进一直备受关注。

1.防护标准及技术指标

1.1防护标准

目前，电气化铁路专用线油库防护主要依据国标《石油库设计规范》（GB50074—2002）和部标《交流电气化铁道对油（气）管道（含油库）的影响容许值及防护措施》（TB/T2832—1997）执行。

1.2技术指标

当电气化铁路正线有电力机车通过时，专用线钢轨与鹤管间的电位差应小于0.7V；电气化引入库区时，在高压接触网上设置2处高压回流开关，第一组设在铁路专用线15m以内，第二组设在进入装卸区前，且接触网终端与最近一处鹤管距离不应小于20m；排流接地装置的接地电阻小于10Ω。

2.相关计算及防护设计原则

2.1电位及电流计算

专用线钢轨与鹤管间的电位差是判断油库是否需要电磁防护的重要标准，其电位相关计算如下：

2.2防护设计原则

油库一般分为四个功能区域，钢轨运输区、装卸油作业区、管道输油区和储油区。在进行油库电气化防护工作时，应遵循整体设计，分区防护的原则。

所谓整体设计是指要统盘考虑。既要考虑到正线及专用线接触网正常运行、短路故障下两种干扰途径同时作用在油库四个区的综合情况，又要考虑到油库原有的静电防护系统。所谓分区防护，是指从电气上使油库的各个功能区域隔离。使各个功能区域在电气上不连通。电气上相通的区段为一个电气区段，一个功能区域可成为一个电气区段，也可分为几个电气区段。

3.工程实例

西北某大型油库铁路专用线电火花防护措施平面图，如图1.

3.1原防护方案

该油库铁路专用线总长2000米，栈桥长150米，20组鹤位。当电力机车运行时，由于钢轨受接触网感性耦合及机车入地电流的影响，会对周围大地产生电位差，专用线钢轨的对地电压及流经钢轨的回归电流就会传导到油库区钢轨上，作业区内的钢轨与鹤管之间也会产生对地电位。经过测试与计算，钢轨和鹤管间电位差大于2V，这对油库的安全造成威胁。为保证油库安全作业，该油库于80年代初实施了第一次电气化防护，主要采取了以下措施：

图1防护措施平面图

①绝缘隔离

根据铁路装卸作业区产生电火花的主要原因是铁路专用线铁轨传导电流产生的电位差而引起的。所以在进入装卸油作业区前的铁路专用线的钢轨上设置两组钢轨绝缘；为有效防止电流沿油（气）管道传导至泵房、泵站、储油区，在油（气）管道引入处加装了绝缘法兰。

绝缘隔离措施有效的阻断了传导电流流向油库的作业区、储油区，同时也将油库的功能区分成几个电气区段，以实现分区防护。

②排流接地

排流接地是油库防护重要的措施，通过安装接地电阻，将电流排入大地，使排流点的电位降下来。排流接地有各种形式，如：直接排流，箝位士排流，极性排流，牺牲阳极排流等。在该油库防护中设置了5组接地，均采用了直接排流。直接排流如图2所示：

钢轨直接排流管道直接排流

图2直接排流

③均压装置

均压装置设置在装卸油作业区，使专用线钢轨与鹤管间成等电位状态，消除两则之间的电位差，直接避免电火花的产生。该油库设置均压线20组，均压线和钢轨间的连接采用焊接，为了不使焊点发脆，选用了低碳钢焊条。

④回流开关

图3回流开关安装示意图图4报警器安装示意图

回流开关是专门设置在电气化铁道引入油库的专用线联接钢轨绝缘两侧的大电流开关，是为了让电力机车进入库区时防电火花而设置的，机车进入库区时钢轨绝缘必须暂时接通，使钢轨直接回流，油库开始作业时必须断开。回流开关系统由开关柜，控制盘，控制电缆等主要部分组成，控制盘设在作业区有人值班的室内，开关柜设在有钢轨绝缘的轨道旁，由控制盘实现对开关柜的遥控作用。回流开关安装如图3。

3.2防护措施的优化改进

该油库在运行十多年后，设备老化，年久失修，安全隐患严重，迫切需要再设计，再加工，变人为保障为设备保障。遂于2000年后再次进行电气化防护，主要在以下方面做了优化改进：

①绝缘装置

取消了绝缘法兰装置，其主要原因在于库区内的新增输油管线均为直埋，绝缘法兰装置的区域隔断作用被弱化，其次是绝缘法兰对控制传输介质中的静电产生造成不利影响。

②回流开关

改进了回流开关系统，在控制室增加了显示盘，实时显示开关箱的实际工作状态，防止因开关柜故障未按指令闭合导致机车回流障碍而引发危险事故。此项改进还可与隧道口的信号灯显示相结合（需与铁路有关部门协调），更好的保证行车和油库装卸区的安全。

③报警装置

在控制室设置了报警器，报警器可以监视显示作业区内钢轨对地电位是否超限，一旦超限，就以声、光信号告示现场操作人员停止作业。报警器是由半导体器件构成，所以要经常检查、维护，以保证其工作正常。报警器安装如图4。

④均压线的连接方式

为了避免和工务方面有关规范的冲突。钢轨、鹤管间的均压线在与钢轨连接时，采用了专用卡具和钢轨连接，并用导电胶改善了连接点的导电特性。

4.结束语

优化改进后的油库防护方案，将回流开关、信号灯、报警器融为一体，实现了整体自动联锁控制。基本解决了原电火花防护系统的不足之处，经实际使用证明，系统质量完好、稳定，可满足油库防护安全要求。但均压装置连接方式的改进，虽具有防腐蚀特性，但其成本较高，且工艺要求较焊接有很大区别，有待于继续研究、探索。

参考文献：

[1].《交流电气化铁道的电磁影响及防护》，铁道部电气化工程局，通信信号勘测设计院，防护勘测研究设计所，天津教育出版社。

[2].《通信线路及其他设施电磁干扰防护工程设计指南》，铁道部工程设计鉴定中心，中国铁道出版社。

[3].《油料弹药仓库铁路军事专用线安全防护问题研究》（科研），北京电铁通信信号勘测设计院。