铁路牵引变电所接地网故障原因及对策

金志丽

中国铁建电气化局集团北方工程有限公司 山西太原 030000

铁路牵引变电所之中接地网故障发生的主要原因包括设计的不合理、施工质量较低、电流过大或土壤被腐蚀等。如果接地系统出现了短路故障，不仅会影响到铁路交通的正常运行，也很可能威胁到相关人员的人身安全，如果问题十分严重，就会对绝缘设备造成损坏，进而让事故的范围进一步蔓延开去。

1 铁路牵引变电所接地网故障的原因解析

在某铁路牵引变电所之中，工作人员在对设备进行日常维护时发现，一台备用的主变压器的底部外壳上出现了螺栓放电的痕迹，当发现问题的时候，这个部位的温度就已经达到80 摄氏度以上，在检验之中发现，这个主变压器的接地导体电流已经达到了150安，在其端子箱电缆保护管之中的电流已经达到300 安以上，最高温度已经超过了100 摄氏度。经仔细检查可知，该变压器附近的电缆沟之中，接地扁钢很多部位都出现了发热现象，其中的电流也都超过了100 安，地网之中很多部位也出现了严重的腐蚀现象[1]。下面就对其故障的原因进行分析：

1.1 接地网结构出现问题

在该变电所内，所有引入到集中回流箱里面的回流都集中在一根管线上，并通过并联的形式进行连接，所以全部的地回流都通过地网导线在接地箱之中汇集。这种不合理的设计方案对接地网之中的电流造成影响，进而在接地网之中出现了局部电流过大的情况。

1.2 接地网遭到腐蚀

在接地网的腐蚀之中，主要的原因有两个，第一是电腐蚀，第二是化学腐蚀。因为这个变电所之中的接地网里面有着长期的回流存在，所以电腐蚀的问题非常严重，随着电腐蚀的不断加剧，接地网之中的电阻也会不断增加，最终导致电阻超出标准的情况出现，进而让接地网正常的使用寿命受到严重的不利影响。同时，由于这个牵引变电所是在原有农田的基础上建设起来的，所以在地表之下积聚了很多的化肥、农药等物质，所以在这部分土壤里面就形成了强腐蚀性，进而对接地网造成十分严重的腐蚀情况[2]。

1.3 接地网的材质方面存在问题

在这一变电所之内，接地网应用的是横截面积为185 平方厘米的铜包钢导线，相比较纯铜而言，铜包钢在导流性能方面存在明显的不足，而且抗腐蚀性能也比较差。所以，将这样的材质作为接地网，在电流和土壤的长时间腐蚀作用之下，就很容易出现断股或者散股的情况，氧化腐蚀的速度也会明显加快，如果通过导线的电流很大，所以比较脆弱的位置就会烧毁，这样就会引起接地网的故障。

1.4 牵引回流系统的设计不够合理

在这一牵引变电所之中有着很多的专用线路，但是一些专用线路却并未进行回流线的架设，所以大量的牵引电流都需要通过接地网回流到变电所，这样的情况就显著加大了变电所之中的回流电流。通常情况下，在牵引变电所之中，地回流和轨道回流之间的比例应该在1：3 或1：2，但是在该变电所之中，地回流和轨道回流的数量基本相等，而且地回流的最大流量已经达到了1000 安以上。因为185 毫米的铜绞线在常温条件下（25 摄氏度）的载流量是645 安，按照这样的标准来看，此时的接地网电流已经明显超标，所以才会发生故障。

2 控制铁路牵引变电所接地网故障发生的对策

2.1 对接地网进行补强

因为整体改进需要很长的时间，所以在对牵引变电站的接地网故障进行改进过程中，可以先对出现故障的位置进行改进。在改进过程中，可以通过新增地极的方法，用纯铜的接地导线来接通断电，进而起到临时恢复的作用，让引入到回流箱之中的导线数量增加。这样就可以有效降低接地网的发热情况和电流过大的情况，让接地网故障得以有效缓解，这样才可以维护铁路交通运行的稳定性和可靠性，并保障变电所的运行安全[3]。

2.2 施工工艺的科学应用

在进行铜接地的连接过程中，有着很多的连接方式，因此，在实际的工作过程中，相关单位应该对实际的情况和需求做到全面考虑，进而实现对连接方法的合理选择。通过对该变电所实际情况的考虑，在本次改进施工之中，可以选择放热焊接的方法进行连接。这种连接方法是借助于氧化铜和铝之间的热化学反应而生成氧化铝和高温的业态铜，然后借助于放热反应过程中释放出的高温来进行电气焊接。焊接过程中，每个焊接点只需要焊接几秒钟，就可以在铜接地极的端部就可以被融化掉，然后产生一种永远不会被破坏的分子合成物。在完成焊接之后，接地极的导体和焊接点之间就会形成一个整体，进而有效满足变电所之中的地极导电需求。

2.3 接地极材质的合理选择

在进行改进的时候，为了有效提升导线的抗腐蚀性，电力企业应该选择纯铜的材质来作为接地网的电极。根据相关的研究显示，纯铜材质有着很高的抗腐蚀性能，其腐蚀的速度会比横截面相同的钢材质低出十倍到五十倍。同时，在氧化作用之下，纯铜的表面也会生成具有保护作用的氧化物，进而有效避免接地极遭到进一步的腐蚀。所以，将纯铜用作变电所的接地极，不仅可以有效降低接地网故障的发生几率，同时也可以进一步延长接地网的使用寿命。

2.4 对牵引系统的回流加以改进

第一，可以在临近回流箱的位置适当多设置一些垂直的接地极；其二，可以将引入到集中回流箱之中的导线连接到接地网的不同节点上，这样就可以避免大量的电流通过同一个位置被引入到集中回流箱之中；其三，可以适当将地回流减少，将轨道回流增加，这样就可以让接地网负担得以有效降低，进而降低接地网故障发生的几率。

3 结语

总之，在铁路牵引变电所之中，如果接地网发生故障，不仅会对铁路交通的正常运行造成一定的不利影响，同时也会为变电所带来很大的安全隐患。所以，在对牵引变电所进行日常维护的过程中，工作人员一定要全面了解接地网故障产生的原因，并通过科学合理的对策来解决这些问题，保障牵引变电所的正常运行，提升变电所的安全性。