一种铁路信号电缆接地系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁路信号电缆接地系统，包括：铁路信号电缆、贯通地线和与铁路信号电缆的分段数等数量的浪涌保护器，铁路信号电缆的每一段电缆的电缆金属外护套的一端直接连接贯通地线，电缆金属外护套的另一端通过一个浪涌保护器连接贯通地线。在工频条件下，电缆金属外护套一端因浪涌保护器处于高阻抗近开路模式状态而通过极小的牵引电流，该牵引电流可忽略不计，从而使电缆不存在被烧毁的风险，在雷电暂态条件下，之前电缆金属外护套未与贯通地线连接的一端，通过浪涌保护器与贯通地线连接，使电缆金属外护套在该端的电位可降至浪涌保护器的保护电压以下，而该保护电压不会对电缆和设备造成损坏，从而保证了雷电环境下电缆和设备的安全运用。
【专利说明】
一种铁路信号电缆接地系统
技术领域
[0001]本发明涉及电缆接地技术领域，更具体的说，涉及一种铁路信号电缆接地系统。
【背景技术】
[0002]铁路信号电缆具有传输模拟信号(1MHz)、数字信号(2Mbit/s)、额定电压交流750V或直流1100V及以下系统控制信息及电能的传输功能，适用于铁路信号系统中有关设备和控制装置之间的连接。在高速铁路中，铁路信号电缆主要用于ZPW-2000A轨道电路的模拟信号传输，通常沿线路敷设于钢轨旁的电缆槽中。
[0003]在实际应用中，铁路信号电缆的长度一般为7.5km?12.5km，常见为10km。通常铁路信号电缆每Ikm进行一次芯线接续，并将芯线接续处的电缆金属外护套断开。为避免因电位差引起人身伤害或设备损坏，需将电缆金属外护套接入贯通地线。由于高速铁路牵引电流较大，若铁路信号电缆采用分段双端接地方式，则当由于某些原因(例如，贯通线丢失)导致牵引电流回流不畅时，牵引电流会通过电缆金属外护套回流，从而存在电缆烧毁的风险。因此，为避免牵引电流回流不畅，铁路信号电缆采用分段单端接地方式。具体参见图1，现有技术公开的一种铁路信号电缆的分段单端接地示意图，在铁路信号电缆的每Ikm电缆接续处，将电缆金属外护套01的一端接入贯通地线02。
[0004]虽然铁路信号电缆采用分段单端接地方式可以有效避免在牵引电流回流不畅时，牵引电流通过电缆金属外护套回流，导致电缆烧毁的情况。但是，在雷电暂态信号下，铁路信号电缆采用分段单端接地方式会导致电缆金属外护套未与贯通地线连接的一端累积较高的电位，从而对电缆和设备造成损坏。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明公开一种铁路信号电缆接地系统，以解决铁路信号电缆采用分段单端接地方式会导致电缆金属外护套未与贯通地线连接的一端累积较高的电位，从而对电缆和设备造成损坏的问题。
[0006]—种铁路信号电缆接地系统，包括:铁路信号电缆、贯通地线和与所述铁路信号电缆的分段数等数量的浪涌保护器；
[0007]所述铁路信号电缆的每一段电缆的电缆金属外护套的一端直接连接所述贯通地线，所述电缆金属外护套的另一端通过一个所述浪涌保护器连接所述贯通地线。
[0008]优选的，所述浪涌保护器包括:放电管和与所述放电管串联连接的压敏电阻。
[0009]优选的，所述浪涌保护器为限压型浪涌保护器。
[0010]优选的，在雷电暂态条件下，所述浪涌保护器的冲击限制电压小于所述铁路信号电缆的芯线与所述电缆金属外护套的冲击耐受电压。
[0011]优选的，在工频条件下，小于预设长度的所述铁路信号电缆在所述贯通地线中最大牵引电流的耦合下，当该铁路信号电缆的电缆金属外护套的一端连接所述贯通地线时，在该铁路信号电缆的电缆金属外护套的另一端的累积电压小于所述浪涌保护器的最大持续运行电压。
[0012]优选的，所述预设长度为2km。
[0013]优选的，所述浪涌保护器的启动时间低于预设时间。
[00M] 优选的，所述预设时间为10ms。
[0015]从上述的技术方案可以看出，本发明公开了一种铁路信号电缆接地系统，包括:铁路信号电缆、贯通地线和与铁路信号电缆的分段数等数量的浪涌保护器，铁路信号电缆的每一段电缆的电缆金属外护套的一端直接连接贯通地线，电缆金属外护套的另一端通过一个浪涌保护器连接贯通地线。在工频条件下，电缆金属外护套一端会因浪涌保护器处于高阻抗近开路模式状态而通过极小的牵引电流，该牵引电流可忽略不计，从而使电缆不存在被烧毁的风险，在雷电暂态条件下，之前电缆金属外护套未与贯通地线连接的一端，通过浪涌保护器与贯通地线连接，使电缆金属外护套在该端的电位可降至浪涌保护器的保护电压以下，而该保护电压不会对电缆和设备造成损坏，从而保证了雷电环境下电缆和设备的安全运用。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
[0017]图1为现有技术实施例公开的一种铁路信号电缆的分段单端接地示意图；
[0018]图2为本发明实施例公开的一种铁路信号电缆接地系统的结构示意图；
[0019]图3为本发明实施例公开的一种铁路信号电缆的结构图；
[0020]图4为本发明实施例公开的一种浪涌保护器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]本发明实施例公开了一种铁路信号电缆接地系统，以解决铁路信号电缆采用分段单端接地方式会导致电缆金属外护套未与贯通地线连接的一端累积较高的电位，从而对电缆和设备造成损坏的问题。
[0023]参见图2，本发明实施例公开的一种铁路信号电缆接地系统的结构示意图，该电缆接地系统包括:铁路信号电缆10、贯通地线20和与铁路信号电缆10的分段数等数量的浪涌保护器(Surge Protect1n Device,SPD)30；
[0024]其中，铁路信号电缆10的每一段电缆的电缆金属外护套11的一端直接连接贯通地线20，电缆金属外护套11的另一端通过浪涌保护器30连接贯通地线20。
[0025]为方便理解铁路信号电缆10的结构，参见图3，本发明实施例公开了一种铁路信号电缆的结构图，铁路信号电缆10从外到里依次包括:第一乙烯护层101、钢带铠装102、第二乙烯护层103、铝护套104、内屏蔽铜箔105和芯线106，其中，钢带铠装102、铝护套104和内屏蔽铜箔105三者统称为电缆金属外护套11。
[0026]贯通地线20是一种沿铁路线路敷设的、用于连接各种电气设备、建(构)筑物金属构件等的接地导体。
[0027]浪涌保护器(又称电涌保护器)30是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。其适用于各类的供电系统(或信号传输系统)中，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生过电流或者过电压时，能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损坏。
[0028]本实施例中，浪涌保护器30在工频条件下处于高阻抗近开路模式状态，在雷电暂态条件下处于低阻抗近短路模式状态。因此，在工频条件下，电缆金属外护套11会因为浪涌保护器30处于高阻抗近开路模式状态而通过极小的牵引电流，该牵引电流可以忽略不计，从而使电缆不存在被烧毁的风险;在雷电暂态条件下，之前电缆金属外护套11未与贯通地线20连接的一端，通过浪涌保护器30与贯通地线20连接，从而使电缆金属外护套11在该端的电位可降低至浪涌保护器30的保护电压以下，由于该保护电压不足以对电缆和设备造成损坏，从而保证了雷电环境下电缆和设备的安全运用。
[0029]并且，本发明还同时解决了铁路信号电缆10在工频条件和雷电暂态条件不同兼顾的问题，为铁路信号电缆10提供了一种新的更安全、可靠的接地方式。
[0030]其中，为进一步保证本发明公开的电缆接地系统中铁路信号电缆10接地方式的有效性，浪涌保护器30的性能起到关键作用。
[0031]本发明中，浪涌保护器30选用电压型浪涌保护器。
[0032]由于浪涌保护器30长期在室外使用，因此，本发明为避免漏电流对其产生的影响，浪涌保护器30优选压敏电阻串接放电管的电气结构。具体参见图4，本发明实施例公开的一种浪涌保护器的结构示意图，浪涌保护器包括:放电管31和与放电管31串联连接的压敏电阻32。
[0033]另外，为进一步保证铁路信号电缆10接地方式的有效性，在雷电暂态条件下，浪涌保护器30的冲击限制电压(也可称为保护电压)小于铁路信号电缆10的芯线106与电缆金属外护套11的冲击耐受电压。
[0034]并且，在工频条件下，小于预设长度的铁路信号电缆10在贯通地线20中最大牵引电流的耦合下，当该铁路信号电缆10的电缆金属外护套11的一端连接贯通地线20时，在该铁路信号电缆10的电缆金属外护套11的另一端的累积电压小于浪涌保护器30的最大持续运行电压。
[0035]其中，预设长度为2km。
[0036]需要说明的是，为保证铁路信号电缆10接地方式的有效性，本发明还对浪涌保护器30的启动时间进行了限制。
[0037]浪涌保护器30的启动时间需低于预设时间，该预设时间的具体数值依据实际需要而定，例如10ms，本发明在此不做限定。
[0038]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0039]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0040]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种铁路信号电缆接地系统，其特征在于，包括:铁路信号电缆、贯通地线和与所述铁路信号电缆的分段数等数量的浪涌保护器； 所述铁路信号电缆的每一段电缆的电缆金属外护套的一端直接连接所述贯通地线，所述电缆金属外护套的另一端通过一个所述浪涌保护器连接所述贯通地线。2.根据权利要求1所述的电缆接地系统，其特征在于，所述浪涌保护器包括:放电管和与所述放电管串联连接的压敏电阻。3.根据权利要求1所述的电缆接地系统，其特征在于，所述浪涌保护器为限压型浪涌保护器。4.根据权利要求1所述的电缆接地系统，其特征在于，在雷电暂态条件下，所述浪涌保护器的冲击限制电压小于所述铁路信号电缆的芯线与所述电缆金属外护套的冲击耐受电压。5.根据权利要求1所述的电缆接地系统，其特征在于，在工频条件下，小于预设长度的所述铁路信号电缆在所述贯通地线中最大牵引电流的耦合下，当该铁路信号电缆的电缆金属外护套的一端连接所述贯通地线时，在该铁路信号电缆的电缆金属外护套的另一端的累积电压小于所述浪涌保护器的最大持续运行电压。6.根据权利要求5所述的电缆接地系统，其特征在于，所述预设长度为2km。7.根据权利要求1所述的电缆接地系统，其特征在于，所述浪涌保护器的启动时间低于预设时间。8.根据权利要求7所述的电缆接地系统，其特征在于，所述预设时间为1ms。
【文档编号】H02H9/04GK105958459SQ201610439803
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】阳晋, 商富咸, 李智宇, 王智新, 张璐
【申请人】北京全路通信信号研究设计院集团有限公司