无砟轨道整体道床，钢轨泄漏电阻大；由于列车速度高，机车车辆车轮对钢轨冲击力大，因而，钢轨与轨枕间的垫板一般加厚，该垫板在电气上属于绝缘材料；另外，信号专业要利用轨道电路传输列车控制信号，也要求两轨之间及轨对地间有好的绝缘。这些因素导致钢轨对地泄露电阻很大。

2、以上因素致使高速铁路的牵引回流比常速铁路大得多，钢轨电位也高得多，产生了很多危害，主要有：

(1)在车站站台上，乘客上下列车时，可能遭受电击或产生电麻感觉。

(2)可能造成沿线维修人员的触电事故。

(3)容易引起同轨道相连的信号设备的功能不良或故障。 (4)会加速钢轨和轨枕之间绝缘垫板的老化，甚至烧毁。 (5)两条钢轨之间容易产生大的不平衡电流，影响轨道电路正常工作。

因此，对于高速铁路，必须采取适当的技术措施减小轨道电流，降低钢轨电位。

在牵引供电系统中，牵引电流从变电所流出，经馈电线、接触网供给机车，然后牵引电流沿钢轨、大地和回流线回到变电所。牵引网电路模型可被简化等效成接触网与大地形成一个回路，轨道与大地形成另一个回路。如图所示。

变电所12 牵引网分成两个回路的情形

轨道泄漏电阻对钢轨电位影响较大，钢轨电位随着泄漏电

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阻的增大而增大，因此降低钢轨泄漏电阻能达到降低钢轨电位的目的。然而，高速客运专线广泛采用无砟轨道，并且我国客运专线高架区段多，这使得减小钢轨泄漏电阻变得很难，需要通过其他措施降低钢轨电位。

通过对不同情况下钢轨电位的分析可以得到以下结论： (1)在机车正常运行时，不设综合地线，钢轨电位最大值已经接近200V，超过了安全标准值；设置综合地线后，钢轨电位最大值不到50V，钢轨电位明显下降，说明综合地线能有效地降低钢轨电位。

(2)在接触网-钢轨发生短路时，不设综合地线，钢轨电位将达到2000V；设置综合地线后，钢轨电位明显降低。但在这种故障情况下，对于轨道附近的人员，接触钢轨和路基上的设备，都是危险的。

(3)在接触网-钢轨短路情况下，在牵引变电所附近3km范围内，钢轨电位比其他位置高很多，因为短路电流大部分由此处流入钢轨，然后进入变电所接地系统。所以变电所附近是防护钢轨电位的重点区域，可以在变电所附近车站站台表面实施绝缘。

(4)在没有设置综合地线时，钢轨泄漏电阻对钢轨电位的影响比较大，减小泄漏电阻可以起到降低钢轨电位的作用；设置综合地线后，虽然泄漏电阻相差很大，但是钢轨电位变化不大。这说明在设置综合地线后，泄漏电阻对钢轨电位的影响不大。因此，在无砟轨道高架区段等钢轨泄漏电阻大的区段设置综合接地系统是非常必要的。

四、降低钢轨电位的措施

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在高速铁路上，牵引网的综合接地系统通常采用上下行轨道各设置一根综合贯通地线，就可以满足设计要求，钢轨、保护线每隔1.5km与综合地线相连接。高速铁路设计时速在300-350km/h时，综合贯通地线横截面面积不小于70mm2；设计时速为200-250km/h时，综合贯通地线的截面面积可选为35-50 mm2 ，才能满足综合地线接地电阻?1Ω的要求。

在综合接地系统中，综合地线在变电所、开闭所、AT所、分区所和配电所位置应与地网可靠连接，这样综合地线就为铁路沿线的电气设备和栏杆等提供了可靠的接地措施。轨道接地在完全连接处实现，由于轨道电路断轨检测的需要，横向连接线的间距一般为1.5km。在车站附近，考虑轨道电路因素，横向连接线间距可以减小到600m。为减小短路情况下保护线的电位，可以将保护线和综合地线每隔300-500m横线连接，这样可以将保护线安全接地。

在高速铁路牵引供电系统中，设计时需要首先计算出供电臂范围内正常运行和短路故障时钢轨电位，结合安全接地标准，对综合接地系统进行设计和修正，以保证人员和设备的安全。

从本质上讲，降低钢轨电位就是要降低回流路径纵向阻抗、降低钢轨对大地的泄漏电阻和增强回流网络与供电网络之间的电磁耦合。概括起来，降低钢轨电位的措施主要有以下几种：

(1)设置综合地线。综合地线可以有效降低钢轨电位。 (2)将上下行钢轨充分横向连接。对于复现或多线铁路，可以通过将不同轨道的钢轨进行横向连接，从而减小钢轨阻抗。

(3)对AT供电方式的牵引网，需加保护线（PW），曾设CPW线。由于PW线是与钢轨并联的，充分利用它的分流作用，

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能够减小整个回流网络的串联阻抗。对带回流线的直接供电方式牵引网，增设吸上线。

(4)利用接触网支柱基础作接地极，把带回流线的直接供电方式的NF线和AT供电方式的PW线接地。

(5)充分利用线路旁边的各种建筑、结构的基础作自然接地极，比如高架区段的桥墩，将有关牵引网导线接地。

(6)特设集中接地极，将有关牵引网导线接地。

在降低钢轨电位的各种措施中，凡涉及到与钢轨连接的，都要受到信号专业轨道电路的限制，对于无绝缘轨道电路，连接在空心线圈中点，以免在两轨道中产生不平衡牵引回流，对轨道电路造成不良影响。

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