虞錦孫

摘 要：鐵路電力系統(tǒng)的供電安全在整個鐵路系統(tǒng)中占有重要地位，其直接影響鐵路系統(tǒng)的運行。特別是近年來隨著鐵路電氣化高速發(fā)展，大批新設備在鐵路沿線得到廣泛使用，對接地網(wǎng)的要求越來越高，在常規(guī)電力系統(tǒng)運維的基礎上，需要一線技術人員采取更為精準和有效的策略，并結合日常運維工作的經(jīng)驗才能夠更好地完成鐵路電力系統(tǒng)線路接地網(wǎng)的維護工作，確保鐵路電力系統(tǒng)工作的安全性和穩(wěn)固性。筆者以自己在京九南線一線工作的經(jīng)驗，分析了鐵路電力接地網(wǎng)存在的問題，并提出相應的改進建議。

關鍵詞：接地網(wǎng);電力系統(tǒng);變配電

中圖分類號：U224.9文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）16-0124-03

Abstract： Power supply security of railway power system plays an important role in the whole railway system， which directly affects the operation of the railway system. Especially in recent years， with the rapid development of railway electrification， a large number of new equipment are widely used along the railway， and the requirements for connecting to the ground network are becoming higher and higher. On the basis of conventional power system operation and maintenance， it is necessary for front-line technicians to take more accurate and effective strategies， and combine the experience of daily operation and maintenance work to better complete the maintenance of the railway power system line ground network Work to ensure the safety and stability of railway power system. Based on the experience of working in the south line of Beijing Kowloon Railway， the author analyzed the existing problems of the railway power grounding network， and put forward corresponding improvement suggestions.

Keywords： grounding grid;power system;power transformation and distribution

近年來，鐵路電力故障伴隨鐵路電氣化的高速發(fā)展時有發(fā)生，如京九線南昌供電段贛州供電車間2019年全年共發(fā)生32起電力故障。通過對管內(nèi)貫通、自閉線路和變配電所接地網(wǎng)情況進行調查后，發(fā)現(xiàn)確實存在一些問題，主要原因是：設備易受雷擊（雷區(qū)）、電纜桿等設備桿接地電阻不達標（大部分設備處于山區(qū)）、避雷器老化等，對京九南線的運行造成嚴重影響[1]。

1 京九南線電力故障概況

1.1 接地問題

第一，接地引下線與主地網(wǎng)連接端的并溝線夾老化銹蝕，未及時更換[2]。接地裝置的銹蝕是普遍存在的問題，對變配電所、區(qū)間設備桿及箱變的地網(wǎng)來說，最容易發(fā)生腐蝕的就是設備的接地引下線、并溝線夾，如圖1所示。

第二，接地引下線及接地體的截面偏小。筆者通過在一線工作觀察到，電力線路上接地體的截面積基本都符合鐵路電力設備安全標準等技術規(guī)范，截面偏小主要存在外部施工單位的隱蔽性工程中，不易發(fā)現(xiàn)，需引起足夠的重視。接地引下線不滿足要求的原因為：①設計時只考慮當時鐵路系統(tǒng)本身的狀況，未考慮到供電電網(wǎng)的迅速升級，現(xiàn)行設備的接地線已達不到電流熱穩(wěn)定的要求;②設計時考慮不周，沒有在壽命期內(nèi)做腐蝕校驗;③對接地問題重視程度不夠，如一些設計沒有進行接地短路電流的熱穩(wěn)定校驗;④未按規(guī)定施工，造成后期檢查幾乎無從下手。

第三，水平接地體的埋深不足。對京九線、贛龍線區(qū)間隔離開關、電纜桿等接地裝置進行檢查后發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象：①季節(jié)天氣、土壤干濕影響造成接地裝置的接地電阻不穩(wěn)定;②接地網(wǎng)的均壓不好造成地面的跨步電壓較大;③水平接地體發(fā)生吸氧腐蝕[3]。

第四，工頻接地電阻超標。京九南線江西段山區(qū)較多，土壤電阻率較高，屬于先天的缺陷，改造困難;同時，江西段紅土壤雨水多，宜腐蝕造成接觸不良。

1.2 避雷器質量問題和巡視工作落實不到位

通過調查可知，京九線自1996年運行以來，對強制性設備更換未引起足夠的重視，往往是因避雷器發(fā)生故障才被動予以更換，主動性不足，圖2為老式避雷器。

電力工區(qū)職工責任心不強，巡視中未對設備桿逐桿進行巡視，在設備維修及秋季鑒定中，沒有深入現(xiàn)場實際測量接地電阻，往往想當然地填寫各項表格數(shù)據(jù)，導致上級部門對設備狀態(tài)缺乏全面的認識，使接地電阻問題越來越嚴重;同時，導致鐵路電力設備故障頻發(fā)，嚴重影響鐵路供電安全，特別是在春運等重要節(jié)日期間，給人們帶來極大安全隱患。

2 電力接地網(wǎng)的案例分析及解決方案

2.1 案例一

2.1.1 概況。顯示一段母線系統(tǒng)接地，零序電壓為36.6 V，斷開車站生活柜仍有接地現(xiàn)象，與地方變電站聯(lián)系得知變電站也有接地現(xiàn)象。

2.1.2 原因分析?，F(xiàn)場導線斷口為拉絲狀，也就是說斷口的鋼絲和鋁絲是受力拉扯拉斷的，并且斷口處無雷擊燒焦和鋁絲雷擊過的熔點，判斷不是雷擊造成的;導線斷口處在34#桿中相綁扎線內(nèi)，且該桿在山頂;導線斷口處7根鋼絲全部嚴重銹蝕;該架空線于20世紀90年代投入運行，已使用多年，超大修年限。據(jù)此判斷為由于導線運行時間過長，導線鋼絲嚴重銹蝕，導線老化，且山區(qū)受風力和大檔距重力的影響大，將老化的導線拉斷[4]。

2.1.3 解決方案。通知地方變電站進行選線判斷排查;該所電源二合段運行帶全所，地方變電站反饋故障該所電源一引起系統(tǒng)接地，查找到架空線路中相導線斷并脫出針式瓷瓶掉在地上，將中相改為耐張設備，收緊兩側導線，恢復電源一送配電所正常。

2.2 案例二

2.2.1 概況。B所主送C所貫電流速斷，貫調壓電流速斷，動作值均為40 A，電源二電流速斷，動作值21.5 A。

2.2.2 原因。天氣原因：當天氣為雷雨天氣，雷擊該貫線路過電流導致該所貫柜、貫調壓柜、電源二柜過電流速斷跳閘;大電流反映到電源二線路上導致龍南所10 kV電源二（里仁鐵路線）高壓電抗器箱出線柜高壓負荷開關A相高壓熔斷管熔斷。

材質原因：現(xiàn)場高壓熔斷管型號為XRNT-10KV-31.5A，但根據(jù)配電所電源二速斷跳閘數(shù)據(jù)為21.51 A，遠未到熔斷管額定電流值，熔斷管缺熔斷，說明熔斷管材質有問題。

2.2.3 解決方案。合電源二、貫調壓，顯示二段母線系統(tǒng)接地UL=112.4 V，停電源二，電源一帶全所運行，查找到B所電源二高壓電抗器箱內(nèi)出線柜高壓負荷開關A相高壓熔斷管熔斷，更換完畢，檢查無誤后，恢復送電正常。

3 解決措施

3.1 接地網(wǎng)設計

對位置處于田園、田地中水平接地線回填土進行夯實，一方面可降低接電電阻阻值;另一方面可提高安全系數(shù)，降低人身安全隱患，避免行人被角鋼摔倒。

為確保接電電阻符合要求，如電纜桿接地電阻達到10 Ω、箱變接地電阻達到4 Ω，還需要根據(jù)設計、處理地網(wǎng)時正常運用規(guī)程，合理制訂設計方案。

3.2 避雷器整治

2019年年初，贛州供電車間更換了營盤上至贛州南站8個站的貫通、自閉變電臺避雷器，將老式的避雷器更換為ABB脫扣式避雷器后（見圖3），變電臺未發(fā)生一起因接地導致的故障?？梢姡芾灼鲝娭菩愿鼡Q與升級，確實對接地網(wǎng)進行了改善，但需要注意的是，在雷雨天氣后，工組人員要認真對電力設備進行巡視，確認避雷器是否已經(jīng)脫落，脫落的要上報停電計劃，予以修復。

3.3 其他措施

第一，對于強制性更換的設備，到周期后必須及時進行更換;第二，加強設備缺陷的整治工作，密切關注變電所內(nèi)設備運行變化情況，若出現(xiàn)異常情況，要及時分斷故障設備，避免故障擴大;第三，提高職工安全責任意識，加強線路巡視，并強制性更換臺賬及危樹臺賬，實行動態(tài)管理;第四，加強應急預案學習，增強員工對突發(fā)事件的處置能力;第五，員工要嚴格執(zhí)行惡劣天氣值班待令制度，及時了解天氣等相關信息，根據(jù)天氣變化，提前做好相應的準備工作，當出現(xiàn)突發(fā)情況時，要進一步加強與兄弟單位如工務部門、車站派出所等的溝通，分享區(qū)間信息動態(tài)情況;第六，加強應急搶修演練，提高員工對故障的應急處置速度，縮短因故障而導致的停電時長[5]。

參考文獻：

[1]石鵬.鐵路信號設備的雷電綜合防護體系探析[J].通訊世界，2019（6）：279-280.

[2]吳波.復雜艱險山區(qū)鐵路牽引變電所接地網(wǎng)設計研究[J].鐵道標準設計，2019（12）：150-154，160.

[3]邵世雄，陸耀井.200 km/h客貨共線鐵路牽引變電所接地施工技術探討[J].電氣化鐵道，2019（2）：36-38.

[4]董秀國.牽引變電所接地網(wǎng)故障診斷研究[J].電氣化鐵道，2019（2）：8-11，16.

[5]張義，蔡漢生，賈磊，等.高速鐵路綜合接地系統(tǒng)對牽引變電所接地阻抗測量的影響[J].高電壓技術，2019（3）：723-729.