提高鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率海南東環(huán)通信項目部QC小組

摘要：本文通過實際工作實例，探討了如何提高鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率，并作出了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：鐵路通信系統(tǒng)；電阻；達標(biāo)率

中圖分類號：X731文獻標(biāo)識碼： A

一、工程概況

海南東環(huán)鐵路為設(shè)計運營速度250km／h的城際旅游客運專線。線路自既有?？谡疽?，沿南海大道中央隔離帶高架東行，至龍昆南路與鳳翔路交叉口附近設(shè)?？跂|高架站，再折向東南跨南渡江，于美蘭機場設(shè)美蘭機場地下站；然后途經(jīng)文昌市、瓊海市（博鰲）、萬寧市、陵水縣，最后至本線終點三亞站（西環(huán)線終點），線路全長308.112km。

由于海南地理位置獨特，地處雷暴區(qū)，年雷暴率居全國前列。原設(shè)計通信系統(tǒng)未做綜合地網(wǎng)，各單體接地電阻值要求達到4歐姆以內(nèi)即可，自2010年年底開通以來通信設(shè)備在不同站點不同時間數(shù)次被雷擊，造成較大損失。為防止類似情況再次發(fā)生，根據(jù)鐵運【2011】144號文《鐵路通信設(shè)備雷電綜合實施指導(dǎo)意見》文件，進一步提高通信設(shè)備抗御雷電能力，減少或防止雷電損害，新增海南東環(huán)鐵路通信設(shè)備雷電綜合防護補強工程，以補強通信設(shè)備雷電防護的綜合能力。本工程共涉及海南東環(huán)鐵路區(qū)間共計15個車站，1個動車所，44個基站，16個直放站及4個信號中繼站。

二、小組簡介

小組概況表表1

小組名稱 海南東環(huán)通信項目部QC小組

成立時間 2012年8月 注冊日期 2012年8月 注冊號 CRSCG201201

活動時間 2012年8月-2013年1月 活動次數(shù) 15次

課題類型 現(xiàn)場型 小組人數(shù) 8人 出勤率 100%

課題 提高鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率

序號 姓名 性別 年齡 文化程度 小組分工

1 王志華 男 51 本科 組長/協(xié)調(diào)

2 王杰 男 28 本科 實施策劃

3 陳世流 男 26 本科 技術(shù)指導(dǎo)

4 劉元鐘 男 26 大專 物資采購

5 曹明鳳 男 32 高中 現(xiàn)場實施

6 劉春衡 男 50 初中 現(xiàn)場實施

7 梁軒光 男 48 初中 現(xiàn)場實施

8 雷曉敏 女 28 本科 資料收集、

記錄整理

三、選擇課題

1、原海南東環(huán)鐵路通信系統(tǒng)接地電阻值要求≤4Ω，新增鐵路通信設(shè)備雷電綜合防護補強工程設(shè)計文件要求接地電阻≤1Ω。根據(jù)補強工程施工初期，項目部對全線通信站點接地電阻值調(diào)查情況得知，全線共80個通信站點，接地電阻合格站點數(shù)僅有12個站，有68個通信站點無法滿足達到國家和有關(guān)部委現(xiàn)行的工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)要求。由于全線站點較多分布較散，在靠近三亞地區(qū)的大多都為山區(qū)，土質(zhì)多以巖石類為主，施工難度大，根據(jù)前期施工經(jīng)驗很多站點通信系統(tǒng)防雷接地工程需要多次施工才能達標(biāo)。

2、由于海南動環(huán)鐵路已經(jīng)開通運營，為保證安全，業(yè)主要求新增雷電補強工程工期為6個月，必須保證在2013年雷雨季節(jié)來臨前完成施工。因此施工工期較緊，必須提高施工效率。

綜上所述，經(jīng)小組成員討論決定將提高鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率為本QC小組攻關(guān)課題。

四、現(xiàn)狀調(diào)查

2012年8月22日，小組成員在仔細(xì)查看了雷電補強工程開始后2012年8月2日-20日的施工日志，并形成了調(diào)查表，如下：

各站點接地電阻調(diào)查表 表2

序號 站點 施工前接地電阻值 施工后接地電阻值 接地體使用數(shù)量 接地體的埋填深度 現(xiàn)場土質(zhì)條件 接地電阻值(≤1Ω)是否達標(biāo)

1 DK175+500 1.7Ω 0.6Ω 10根2.5米鍍鋅角鋼； 4.5m 粉質(zhì)粘土 是

2 DK188+100 2.2Ω 0.85Ω 15根2.5米鍍鋅角鋼； 3.5m 砂巖 是

3 DK192+880 3.8Ω 2.2Ω 25根2.5米鍍鋅角鋼； 2.5m 花崗巖 否

4 DK195+740 3.5Ω 1Ω 20根2.5米鍍鋅角鋼； 3.5m 玄武巖 是

5 DK197+370 4Ω 2.3Ω 23根2.5米鍍鋅角鋼； 2.5m 花崗巖 否

6 DK199+360 3.3Ω 1.7Ω 20根2.5米鍍鋅角鋼； 2.5m 花崗巖 否

7 DK216+320 2.3Ω 1.9Ω 22根2.5米鍍鋅角鋼； 3.0m 花崗巖 否

8 DK231+200 3.7Ω 2.5Ω 25根2.5米鍍鋅角鋼； 2.8m 花崗巖 否

9 DK241+450 3.1Ω 0.97Ω 23根2.5米鍍鋅角鋼； 3.0m 玄武巖 是

10 DK242+435 2.8Ω 0.88Ω 20根2.5米鍍鋅角鋼； 3.5m 花崗巖 是

從調(diào)查表中我們可以得出，所跟蹤10個站點中，僅有5個站點經(jīng)過通信設(shè)備防雷補強處理后能夠滿足設(shè)計要求（≤1Ω），鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率僅為50%。

五、目標(biāo)設(shè)定

1、活動目標(biāo)

為保證工程施工質(zhì)量，我們本次QC活動的目標(biāo)確定為：將鐵路通信系統(tǒng)接地電阻達標(biāo)率提高至100%。

圖一目標(biāo)設(shè)定圖

2、目標(biāo)的可行性

1）項目部擁有一批經(jīng)驗豐富的技術(shù)骨干，具有多年的鐵路通信工程施工經(jīng)驗。

2）本次活動得到分公司、項目部領(lǐng)導(dǎo)的高度重視

3）根據(jù)從理論上研究降低接地電阻的方法，接地電阻值R

R=ρε/C

ρ(π·m)——土壤電阻率；

d(m)——接地體的等效直徑；

S(㎡)——地網(wǎng)面積；

H(m)——埋設(shè)深度；

L(m)——接地極長度(m) ；

由上式可以看出，降低接地電阻有以下兩種途徑，一、在現(xiàn)場土質(zhì)條件不變的情況下可以增大接地體的電容C，接地體的電容是由接地體的面積（S）決定的，與面積成正比，可以通過增大接地體幾何尺寸（H、L），增大地網(wǎng)面積；二通過改善現(xiàn)場地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)，減小地的電阻率ρ和介電系數(shù)ε。

從理論上我們是可以通過各種方法進一步降低接地電阻使其達標(biāo)的。

六、分析原因

圖二原因分析圖

七、要因確認(rèn)

小組成員根據(jù)原因分析圖，采取了現(xiàn)場調(diào)查、驗證和比較分析等方法，對達不到接地電阻值的各末端因素逐步確認(rèn)，并編制了要因確認(rèn)表。

要因確認(rèn)表 表3

序號 末端因素 驗證情況 確認(rèn)方法 負(fù)責(zé)人 完成時間 結(jié)論

1 培訓(xùn)交底不到位 查閱了以往的培訓(xùn)交底記錄，開工前已經(jīng)做了技術(shù)交底，均有簽到記錄。現(xiàn)場檢查施工人員均嚴(yán)格按照交底內(nèi)容施工。 查閱資料、現(xiàn)場檢查 陳世流 2013年

8月22日 非要因

2 缺乏經(jīng)驗 小組成員王志華、劉春衡同志有30年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，并且全國各地多條鐵路做過地網(wǎng)施工，曹明鳳同志也有10年的鐵路線路施工經(jīng)驗，該組人員經(jīng)驗豐富。 查閱資料 王杰 2013年

8月22日 非要因

3 缺少專用工具 檢查了現(xiàn)場所用的挖深、埋填、焊接等施工機具，都是專門針對本次防雷補強工程新購買的工具。 現(xiàn)場檢查 劉元鐘 2013年

8月22日 非要因

4 接地體埋深不夠 檢查施工日志及，發(fā)現(xiàn)在土質(zhì)相對較好的站點，接地體埋深能夠滿足4米以上；在一些山區(qū)和土石地段，由于現(xiàn)場施工存在一定難度大多數(shù)接地體的埋深時達不到4m及以上要求 查閱資料、現(xiàn)場檢查 曹明鳳 2013年

8月23日 要因

5 接地體數(shù)量不夠 現(xiàn)場調(diào)查，首先受基站空間的限制無法增加足夠多的接地體，其次通過驗證增加接地體數(shù)量對降低接地電阻率的效果不是很明顯。 現(xiàn)場檢查 劉春衡 2013年

8月23日 非要因

6 質(zhì)量不達標(biāo) 查閱材料訂貨合同及接地體材料驗證，現(xiàn)場使用熱鍍鋅角鋼和熱鍍鋅扁鋼都是國標(biāo)產(chǎn)品，進場時也通過了監(jiān)理單位的認(rèn)可，符合驗標(biāo)要求。 查閱資料、現(xiàn)場檢驗 曹明鳳 2013年

8月24日 非要因

7 規(guī)格型號不符合 查閱設(shè)計圖紙核對材料規(guī)格型號核實，本次都購買的材料都符合設(shè)計要求。 查閱資料 劉元鐘 2013年

8月24日 非要因

8 地質(zhì)條件特殊 經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)全線站點多為巖石類的土質(zhì)，土壤的電阻率較高。 現(xiàn)場檢查 王杰 2013年

8月24日 要因

9 基站院子小線纜多 基站院子空間較小，不適宜開展大面積施工，而且基站院子內(nèi)地線埋有很多線纜，必須避開線纜的敷徑路，不宜展開施工。 現(xiàn)場檢查 陳世流 2013年

8月24日 要因

由于基站院子和其他線纜埋設(shè)屬于主體工程部分已經(jīng)形成無法改變，因此我們確定了2條主要因素分別是：1、接地體埋深不夠；2、地質(zhì)條件特殊。

八、制定對策

根據(jù)已確定的要因，QC小組成員集思廣益，組織專題討論，制定對策表。

對策計劃表 表4

序號 要因 對策 目標(biāo) 措施 責(zé)任人 完成地點 完成時間

1 接地體埋深不夠 加深接地體的填埋深度 降低接地電阻值，提高整個工程接地電阻率的達標(biāo)率 1、加工長的接地，

2、現(xiàn)場加深挖溝的深度 梁軒光

曹明鳳 施工現(xiàn)場 2013年8月29日

2 地質(zhì)條件特殊 增加降阻劑

降低巖石類難以深挖接地溝地區(qū)土質(zhì)的電阻率 1、咨詢相關(guān)廠家購買合格降阻劑

2、嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進行施工。 劉元鐘

王杰 項目部

2013年8月29日

九、對策實施

實施一，加深接地體的埋深深度

1、2013年8月25小組成員梁軒光按照王杰給出的數(shù)據(jù)加工垂直接地體的長度（3m-3.5m），并且在較長的垂直接地體中間進行加固，以免施工中打彎接地體。

2、 2013年8月26日-10月20日，小組成員曹明鳳指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)人員將接地溝深挖，在土質(zhì)條件稍好地段的地方挖至1.2-1.5m，巖石類土質(zhì)地段也盡量使挖深達到1米以上，再將加工好的垂直接地體通過外力使其頂端與接地溝底面平齊。

實施效果：經(jīng)過加工接地體和現(xiàn)場施工監(jiān)督，站點的平均接地埋深都滿足了埋深3.5米以上的要求。

站點接地體埋深調(diào)查表 表5

站點 土質(zhì)類型 埋深 站點 土質(zhì)類型 埋深

DK46+640 花崗巖 4.0m DK199+360 花崗巖 4.5m

DK51+900 玄武巖 4.5m DK231+200 花崗巖 4.5m

DK144+688 砂巖 4.0m DK216+320 花崗巖 4.0m

DK192+880 花崗巖 4.0m DK280+090 碎石土 4.0m

DK197+370 花崗巖 4.5m DK283+730 砂巖 4.5m

實施二、對土質(zhì)特殊地段適量輔助使用降阻劑

1、2013年8月25日小組成員劉元鐘通過咨詢，聯(lián)系到了廣東佛山市的一家降阻劑廠家，咨詢了降阻劑的價格及使用方法。

降阻劑及使用說明圖

2、2013年8月25日在拿到產(chǎn)品使用說明書后，小組成員王杰就降阻劑的使用方法給小組其他人員進行了交底。

實施效果：針對巖石類土質(zhì)特點，嚴(yán)格按照使用說明和方法對花崗巖、玄武巖及砂巖地段的站點使用了降阻劑，有效改善了巖石類土質(zhì)的電阻率。

十、效果檢查

效果一： 通過改進施工方法后，經(jīng)過2個多月的實踐，小組成員對15個通信站點的接地電阻值進行跟蹤驗證，全部符合了設(shè)計要求（≤1Ω），達到了我們的目標(biāo)值。

圖三目標(biāo)對比圖

效果二、本次QC小組活動有效地解決了高土壤率地區(qū)接地電阻值過高的問題，大大提高了通信系統(tǒng)接地電阻的達標(biāo)率，降低了通信設(shè)備被雷擊的風(fēng)險，保證了海南東環(huán)列車的安全平穩(wěn)運營，同時避免多次返工造成的施工成本增加，也縮短了施工時間，受到了建設(shè)方和監(jiān)理的一致好評，取得了良好的社會效益。

十一、鞏固措施和標(biāo)準(zhǔn)化

1、項目部把本次小組活動的資料整理歸檔；

2、將本次施工的工藝及施工流程編寫了專項施工方案，并且編寫了《高速鐵路通信站雷電綜合防護施工工法》

結(jié)束語：

通過小組全體成員的共同努力，對本課題的關(guān)鍵因素采取了行之有效的對策措施，有效地解決了如何降低通信系統(tǒng)接地電阻值，并使之達到了設(shè)計要求（≤1Ω）。同時有效縮短了施工時間，合理利用了資源，也降低施工成本。

通過本次QC活動使我們認(rèn)識到，只有不斷的深入開展小組活動，鉆研理論知識，充分認(rèn)識QC方法的科學(xué)性和有效性，才是分析問題、解決問題的有效途徑。

通過對施工技術(shù)探討攻關(guān)，使我們的技術(shù)水平和管理水平得到了提高，在今后的工作中，我們繼續(xù)開展QC活動。