提高鐵路通信系統接地電阻達標率海南東環通信項目部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接地電阻達標率，并作出了總結。

關鍵詞：鐵路通信系統；電阻；達標率

中圖分類號：X731文獻標識碼： A

一、工程概況

海南東環鐵路為設計運營速度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?？跂|高架站，再折向東南跨南渡江，于美蘭機場設美蘭機場地下站；然后途經文昌市、瓊海市（博鰲）、萬寧市、陵水縣，最后至本線終點三亞站（西環線終點），線路全長308.112km。

由于海南地理位置獨特，地處雷暴區，年雷暴率居全國前列。原設計通信系統未做綜合地網，各單體接地電阻值要求達到4歐姆以內即可，自2010年年底開通以來通信設備在不同站點不同時間數次被雷擊，造成較大損失。為防止類似情況再次發生，根據鐵運【2011】144號文《鐵路通信設備雷電綜合實施指導意見》文件，進一步提高通信設備抗御雷電能力，減少或防止雷電損害，新增海南東環鐵路通信設備雷電綜合防護補強工程，以補強通信設備雷電防護的綜合能力。本工程共涉及海南東環鐵路區間共計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 15次

課題類型 現場型 小組人數 8人 出勤率 100%

課題 提高鐵路通信系統接地電阻達標率

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/協調

2 王杰 男 28 本科 實施策劃

3 陳世流 男 26 本科 技術指導

4 劉元鐘 男 26 大專 物資采購

5 曹明鳳 男 32 高中 現場實施

6 劉春衡 男 50 初中 現場實施

7 梁軒光 男 48 初中 現場實施

8 雷曉敏 女 28 本科 資料收集、

記錄整理

三、選擇課題

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

2、由于海南動環鐵路已經開通運營，為保證安全，業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，經小組成員討論決定將提高鐵路通信系統接地電阻達標率為本QC小組攻關課題。

四、現狀調查

2012年8月22日，小組成員在仔細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，并形成了調查表，如下：

各站點接地電阻調查表 表2

序號 站點 施工前接地電阻值 施工后接地電阻值 接地體使用數量 接地體的埋填深度 現場土質條件 接地電阻值(≤1Ω)是否達標

1 DK175+500 1.7Ω 0.6Ω 10根2.5米鍍鋅角鋼； 4.5m 粉質粘土 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

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

五、目標設定

1、活動目標

為保證工程施工質量，我們本次QC活動的目標確定為：將鐵路通信系統接地電阻達標率提高至100%。

圖一目標設定圖

2、目標的可行性

1）項目部擁有一批經驗豐富的技術骨干，具有多年的鐵路通信工程施工經驗。

2）本次活動得到分公司、項目部領導的高度重視

3）根據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(㎡)——地網面積；

H(m)——埋設深度；

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、在現場土質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），增大地網面積；二通過改善現場地質電學性質，減小地的電阻率ρ和介電系數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的。

六、分析原因

圖二原因分析圖

七、要因確認

小組成員根據原因分析圖，采取了現場調查、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，并編制了要因確認表。

要因確認表 表3

序號 末端因素 驗證情況 確認方法 負責人 完成時間 結論

1 培訓交底不到位 查閱了以往的培訓交底記錄，開工前已經做了技術交底，均有簽到記錄?，F場檢查施工人員均嚴格按照交底內容施工。 查閱資料、現場檢查 陳世流 2013年

8月22日 非要因

2 缺乏經驗 小組成員王志華、劉春衡同志有30年的現場施工經驗，并且全國各地多條鐵路做過地網施工，曹明鳳同志也有10年的鐵路線路施工經驗，該組人員經驗豐富。 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，發現在土質相對較好的站點，接地體埋深能夠滿足4米以上；在一些山區和土石地段，由于現場施工存在一定難度大多數接地體的埋深時達不到4m及以上要求 查閱資料、現場檢查 曹明鳳 2013年

8月23日 要因

5 接地體數量不夠 現場調查，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量對降低接地電阻率的效果不是很明顯。 現場檢查 劉春衡 2013年

8月23日 非要因

6 質量不達標 查閱材料訂貨合同及接地體材料驗證，現場使用熱鍍鋅角鋼和熱鍍鋅扁鋼都是國標產品，進場時也通過了監理單位的認可，符合驗標要求。 查閱資料、現場檢驗 曹明鳳 2013年

8月24日 非要因

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

8月24日 非要因

8 地質條件特殊 經現場調查發現全線站點多為巖石類的土質，土壤的電阻率較高。 現場檢查 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屬于主體工程部分已經形成無法改變，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、地質條件特殊。

八、制定對策

根據已確定的要因，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 措施 責任人 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率 1、加工長的接地，

2、現場加深挖溝的深度 梁軒光

曹明鳳 施工現場 2013年8月29日

2 地質條件特殊 增加降阻劑

降低巖石類難以深挖接地溝地區土質的電阻率 1、咨詢相關廠家購買合格降阻劑

2、嚴格按照產品說明書進行施工。 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據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現場作業人員將接地溝深挖，在土質條件稍好地段的地方挖至1.2-1.5m，巖石類土質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：經過加工接地體和現場施工監督，站點的平均接地埋深都滿足了埋深3.5米以上的要求。

站點接地體埋深調查表 表5

站點 土質類型 埋深 站點 土質類型 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：針對巖石類土質特點，嚴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的電阻率。

十、效果檢查

效果一： 通過改進施工方法后，經過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，全部符合了設計要求（≤1Ω），達到了我們的目標值。

圖三目標對比圖

效果二、本次QC小組活動有效地解決了高土壤率地區接地電阻值過高的問題，大大提高了通信系統接地電阻的達標率，降低了通信設備被雷擊的風險，保證了海南東環列車的安全平穩運營，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，受到了建設方和監理的一致好評，取得了良好的社會效益。

十一、鞏固措施和標準化

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》

結束語：

通過小組全體成員的共同努力，對本課題的關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接地電阻值，并使之達到了設計要求（≤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活動使我們認識到，只有不斷的深入開展小組活動，鉆研理論知識，充分認識QC方法的科學性和有效性，才是分析問題、解決問題的有效途徑。

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