铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策

司拴拴

摘 要：作为铁路建设的迅速发展，得益于各个方面的精益求精。比如：在铁路的供电系统里面，铁路10kV供电系统接地短路是一个经常出现的问题。如何对其进行精确的故障分析并采取相应的措施来解决这一问题是不断要思考和解决的问题。本文意在从铁路10kV供电系统接地短路经常出现的故障分析，研究和讨论针对其要采取的相应对策。

关键词：铁路10kV供电系统 接地短路 故障分析 对策

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0044-02

铁路是当前国家经济发展的重要推动力量，铁路能否正常安全的发展和建设在某种程度上会直接影响社会经济的发展。因此，保障铁路系统的正常工作至关重要。因此，对于铁路10kV供电系统接地短路故障进行重点分析，将具有十分重要的积极作用。

1 铁路10kV供电系统接地短路故障

对铁路10kV供电系统接地短路故障进行分析和研究，有利于最大程度的减少故障的出现，切实保证铁路的正常运行和社会经济的迅速发展。作为铁路10kV供电系统接地短路故障主要是由于电力电缆出现的故障，究其原因可以有很多种。

1.1 电缆头制作工艺的问题

电缆头的击穿爆炸是击穿电缆事故的常见原因，也是导致接地短路故障的原因之一，电缆头在制作工艺的好坏直接影响材料的质量好坏和铁路线路能否正常运行。然而在现实生活中，在电缆头制作的过程中也存在着各种问题，比如：铜屏蔽网直接缠绕未按工艺要求套在冷缩附件上，电缆线芯对接处未使用支撑架，绝缘端部处理（俗称铅笔头）的两端明显不对称而不能达到工艺要求，电缆外护套缠绕防水密封胶处表面未做毛化处理而导致冷缩附件密封不严等，这一系列的问题都会严重导致电缆线路发生故障，致使铁路10kV供电系统接地短路故障。

1.2 电缆线路的老化以及受潮导致相关线路的绝缘性能差

众所周知，线路的绝缘性能的好坏是直接影响线路能否正常工作的因素。绝缘性能较差的电缆线路非常容易导致接地线路的短路现象的发生。然而，在现实生活中，很多企业由于制造工艺的欠佳导致电缆线路的保护层发生破裂，终端头封闭不良，这很可能导致相关的电缆线路在使用过程中绝缘性能不能充分发挥，进而造成线路故障。再加上很多时候在使用时对于电缆线路的绝缘性能不加注意，不能很好地进行保护，加速了电缆线路绝缘性能的老化。同时，天气以及人为等各种因素也会导致线路受潮严重，这些都严重影响着线路的绝缘性能的发挥，都可能会导致接地线路发生短路。

1.3 外力的破坏也是造成接地短路的主要原因之一

作为铁路10kV供电系统是由多个部门和方面构成，它们之间相互联系、相互影响。而在生活中，很多外力的因素都会对他们产生影响，进而致使电缆线路的绝缘性能较差，出现接地短路，严重的也将造成大面积的停电，同时也会对电缆造成不同程度的损害，最终会使铁路系统遭受严重的损失和无法估量的伤害。

电缆线路的故障是导致接地线路发生故障的主要原因之一，如果不对这一故障加以分析和解决，将会严重影响铁路供电系统的正常运行，损害铁路系统的利益。因此，针对其出现故障的原因，寻找解决这一故障问题的有效途径成为重中之重。

2 铁路10kV供电系统接地线路的故障排除措施

作为铁路10kV供电系统的接地短路故障可以主要分为两个方面的内容：接地故障和短路故障。在解决这一故障的同时需要我们根据具体的障碍类型提出具体的有针对性的应对措施。

2.1 短路故障问题的解决

在铁路10kV供电系统中，最常出现的故障类型之一就是短路故障。供电系统的短路故障主要是指由于受某种原因的影响，导致电缆线路的电流急剧增大，而电压急剧降低，致使相關的电气设备严重损坏的相与相、相与地之间的短接。要真正解决可能带来的短路故障，减少短路故障带来的损失，必须准确测量相关的线路是否处于短路故障的状态。

故障区段定位方法是我们常用的排除故障的方法。由于在发生短路故障以后，该处的电流急剧增大，而电压却迅速降低，因此，对于该发生故障的区域非常容易进行相应的检测和定位。对于进行的区段定位所采用的原理基本上与“过电流”保护的原理相同。它需要借助馈线终端装置（即FTU）或故障指示器定位故障区段。如图1所示的高手拉手环网馈线自动化（FA）系统为例，一旦当线路出现短路故障时，FTU则就会对过此的电流进行检测并上报至相应的主控制站，即FA。之后，由主控制站对相关的信息进行分析检测，确定出现故障的相应区域段落。当变电所故障保护动作跳开故障的相应路线后，遥控分段开关隔离故障，进而使非故障的区域正常进行供电。

故障测距法也是在铁路系统中经常使用的排除接地故障的方法之一。这样的方法既可以有效降低成本，同时也可以减少寻线负担。在铁路系统中，最常用的故障测距法主要有阻抗法、电流对比法等。作为阻抗法，主要是利用故障时测到的电流和电压的数值求取故障电路回路的阻抗，同时因为故障回路与故障所出现的距离成正比的关系，因此，可以对故障的距离能够准确进行定位。在该方法进行使用时，一般要结合“S注入法”计算故障距离或配合行波法来确定故障的距离。在某些国家，可以利用标准的电力系统的软件进行离线短路的分析和计算，当故障发生的时候，远端继电器测量故障电抗并上报主站，并将其与测得的故障距离进行对比分析，既能节省时间，又可以更加精准地找到故障的原因和区域，效果十分理想。而作为电流对比法来讲，它在某种程度上克服了阻抗法的不足，更加具有实用性和精确性。它在计算时主要添加了对于负荷电流的采集，通过电流对比进行故障的定位。它采用SCADA/EMS/DMS/D-SCADA等计算各条线路的故障电流并与各点测量上报的电流等数据进行分析对比，进而对于故障出现的区域路段进行判断。

2.2 接地故障的地位方法及相应的措施

接地故障主要是指中性点非有效的接地系统发生的但相对地短接，也被称之为“小电流故障”。其本身会导致电流微弱，故障的电弧不稳定，这在某种程度上也会影响铁路正供电系统的正常工作和运行。因此，及时寻找有效的方法来解决接地故障尤为重要。

故障区段定位法也是铁路10kV供电系统在进行接地故障判断经常采用的方法，具体措施包括“S”注入法、零序电流法、中电阻法、零序功率方向法、相关法等一系列的方法和措施。以“S”注入法为例，它是利用故障时暂时“闲置”的接地相电压互感器注入一个特殊的信号电源，通过该特殊的信号电源装置的信号来实现故障的选线和定位。作为“S”注入法的原理相对较为先进，不受消弧线圈的影响，但该方法在使用的过程中需要附加较强的信号的注入设备，因此也具有其自身的局限性。

故障测距也是在铁路10kV供电系统接地故障时常用的方法。具体措施也包括：“S”注入法、微分方程法、行波法以及参数辨识法等。以行波法为例，它主要是根据行波理论进行的分析，其基本原理是：通过测量故障产生的行波在故障点与母线之间往返一次的时间（单端法）或利用故障行波到达两端的时间差（双端法）来计算相应的故障距离。当输电线路输电距离长，利用GPS同步则可以准确地计算出故障的距离，因此，这在铁路10kV供电系统接地故障排除中具有十分重要的积极作用。

3 结语

电力作为重要的资源能源，在当今社会的各个行业、各个领域都起着非常重要的作用。如果一旦供电系统出现问题，将会给社会各部门带来无法估量的重大损失。对铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策进行分析和研究，也将对整个铁路行业的发展具有十分重要的积极作用。相信，随着对铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策研究的不断深入，故障的排除必然会取得巨大的成就。

参考文献

[1] 王文君.铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策[J].黑龙江科技信息，2015（8）：180.

[2] 任伟霄.分析10kV配电线路接地出现故障的原因及对策[J].建材与装饰，2017（26）：256-257.