京九南線電力線路接地網(wǎng)存在的問(wèn)題研究

虞錦孫

摘 要：鐵路電力系統(tǒng)的供電安全在整個(gè)鐵路系統(tǒng)中占有重要地位，其直接影響鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行。特別是近年來(lái)隨著鐵路電氣化高速發(fā)展，大批新設(shè)備在鐵路沿線得到廣泛使用，對(duì)接地網(wǎng)的要求越來(lái)越高，在常規(guī)電力系統(tǒng)運(yùn)維的基礎(chǔ)上，需要一線技術(shù)人員采取更為精準(zhǔn)和有效的策略，并結(jié)合日常運(yùn)維工作的經(jīng)驗(yàn)才能夠更好地完成鐵路電力系統(tǒng)線路接地網(wǎng)的維護(hù)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(yàn)，分析了鐵路電力接地網(wǎng)存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：接地網(wǎng);電力系統(tǒng);變配電

中圖分類(lèi)號(hào)：U224.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(lái)，鐵路電力故障伴隨鐵路電氣化的高速發(fā)展時(shí)有發(fā)生，如京九線南昌供電段贛州供電車(chē)間2019年全年共發(fā)生32起電力故障。通過(guò)對(duì)管內(nèi)貫通、自閉線路和變配電所接地網(wǎng)情況進(jìn)行調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在一些問(wèn)題，主要原因是：設(shè)備易受雷擊（雷區(qū)）、電纜桿等設(shè)備桿接地電阻不達(dá)標(biāo)（大部分設(shè)備處于山區(qū)）、避雷器老化等，對(duì)京九南線的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響[1]。

1 京九南線電力故障概況

1.1 接地問(wèn)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(shí)更換[2]。接地裝置的銹蝕是普遍存在的問(wèn)題，對(duì)變配電所、區(qū)間設(shè)備桿及箱變的地網(wǎng)來(lái)說(shuō)，最容易發(fā)生腐蝕的就是設(shè)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(guò)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(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)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?yàn)椋孩僭O(shè)計(jì)時(shí)只考慮當(dāng)時(shí)鐵路系統(tǒng)本身的狀況，未考慮到供電電網(wǎng)的迅速升級(jí)，現(xiàn)行設(shè)備的接地線已達(dá)不到電流熱穩(wěn)定的要求;②設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，沒(méi)有在壽命期內(nèi)做腐蝕校驗(yàn);③對(duì)接地問(wèn)題重視程度不夠，如一些設(shè)計(jì)沒(méi)有進(jìn)行接地短路電流的熱穩(wěn)定校驗(yàn);④未按規(guī)定施工，造成后期檢查幾乎無(wú)從下手。

第三，水平接地體的埋深不足。對(duì)京九線、贛龍線區(qū)間隔離開(kāi)關(guān)、電纜桿等接地裝置進(jìn)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(biāo)。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(shí)，江西段紅土壤雨水多，宜腐蝕造成接觸不良。

1.2 避雷器質(zhì)量問(wèn)題和巡視工作落實(shí)不到位

通過(guò)調(diào)查可知，京九線自1996年運(yùn)行以來(lái)，對(duì)強(qiáng)制性設(shè)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(dòng)予以更換，主動(dòng)性不足，圖2為老式避雷器。

電力工區(qū)職工責(zé)任心不強(qiáng)，巡視中未對(duì)設(shè)備桿逐桿進(jìn)行巡視，在設(shè)備維修及秋季鑒定中，沒(méi)有深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量接地電阻，往往想當(dāng)然地填寫(xiě)各項(xiàng)表格數(shù)據(jù)，導(dǎo)致上級(jí)部門(mén)對(duì)設(shè)備狀態(tài)缺乏全面的認(rèn)識(shí)，使接地電阻問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重;同時(shí)，導(dǎo)致鐵路電力設(shè)備故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響鐵路供電安全，特別是在春運(yùn)等重要節(jié)日期間，給人們帶來(lái)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(kāi)車(chē)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。現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)線斷口為拉絲狀，也就是說(shuō)斷口的鋼絲和鋁絲是受力拉扯拉斷的，并且斷口處無(wú)雷擊燒焦和鋁絲雷擊過(guò)的熔點(diǎn)，判斷不是雷擊造成的;導(dǎo)線斷口處在34#桿中相綁扎線內(nèi)，且該桿在山頂;導(dǎo)線斷口處7根鋼絲全部嚴(yán)重銹蝕;該架空線于20世紀(jì)90年代投入運(yùn)行，已使用多年，超大修年限。據(jù)此判斷為由于導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)線鋼絲嚴(yán)重銹蝕，導(dǎo)線老化，且山區(qū)受風(fēng)力和大檔距重力的影響大，將老化的導(dǎo)線拉斷[4]。

2.1.3 解決方案。通知地方變電站進(jìn)行選線判斷排查;該所電源二合段運(yùn)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(dǎo)線斷并脫出針式瓷瓶掉在地上，將中相改為耐張?jiān)O(shè)備，收緊兩側(cè)導(dǎo)線，恢復(fù)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(diào)壓電流速斷，動(dòng)作值均為40 A，電源二電流速斷，動(dòng)作值21.5 A。

2.2.2 原因。天氣原因：當(dāng)天氣為雷雨天氣，雷擊該貫線路過(guò)電流導(dǎo)致該所貫柜、貫調(diào)壓柜、電源二柜過(guò)電流速斷跳閘;大電流反映到電源二線路上導(dǎo)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(fù)荷開(kāi)關(guān)A相高壓熔斷管熔斷。

材質(zhì)原因：現(xiàn)場(chǎng)高壓熔斷管型號(hào)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(yuǎn)未到熔斷管額定電流值，熔斷管缺熔斷，說(shuō)明熔斷管材質(zhì)有問(wèn)題。

2.2.3 解決方案。合電源二、貫調(diào)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(yùn)行，查找到B所電源二高壓電抗器箱內(nèi)出線柜高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)A相高壓熔斷管熔斷，更換完畢，檢查無(wú)誤后，恢復(fù)送電正常。

3 解決措施

3.1 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)

對(duì)位置處于田園、田地中水平接地線回填土進(jìn)行夯實(shí)，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(dá)到10 Ω、箱變接地電阻達(dá)到4 Ω，還需要根據(jù)設(shè)計(jì)、處理地網(wǎng)時(shí)正常運(yùn)用規(guī)程，合理制訂設(shè)計(jì)方案。

3.2 避雷器整治

2019年年初，贛州供電車(chē)間更換了營(yíng)盤(pán)上至贛州南站8個(gè)站的貫通、自閉變電臺(tái)避雷器，將老式的避雷器更換為ABB脫扣式避雷器后（見(jiàn)圖3），變電臺(tái)未發(fā)生一起因接地導(dǎo)致的故障?？梢?jiàn)，避雷器強(qiáng)制性更換與升級(jí)，確實(shí)對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行了改善，但需要注意的是，在雷雨天氣后，工組人員要認(rèn)真對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡視，確認(rèn)避雷器是否已經(jīng)脫落，脫落的要上報(bào)停電計(jì)劃，予以修復(fù)。

3.3 其他措施

第一，對(duì)于強(qiáng)制性更換的設(shè)備，到周期后必須及時(shí)進(jìn)行更換;第二，加強(qiáng)設(shè)備缺陷的整治工作，密切關(guān)注變電所內(nèi)設(shè)備運(yùn)行變化情況，若出現(xiàn)異常情況，要及時(shí)分?jǐn)喙收显O(shè)備，避免故障擴(kuò)大;第三，提高職工安全責(zé)任意識(shí)，加強(qiáng)線路巡視，并強(qiáng)制性更換臺(tái)賬及危樹(shù)臺(tái)賬，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理;第四，加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案學(xué)習(xí)，增強(qiáng)員工對(duì)突發(fā)事件的處置能力;第五，員工要嚴(yán)格執(zhí)行惡劣天氣值班待令制度，及時(shí)了解天氣等相關(guān)信息，根據(jù)天氣變化，提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，要進(jìn)一步加強(qiáng)與兄弟單位如工務(wù)部門(mén)、車(chē)站派出所等的溝通，分享區(qū)間信息動(dòng)態(tài)情況;第六，加強(qiáng)應(yīng)急搶修演練，提高員工對(duì)故障的應(yīng)急處置速度，縮短因故障而導(dǎo)致的停電時(shí)長(zhǎng)[5]。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]吳波.復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路牽引變電所接地網(wǎng)設(shè)計(jì)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，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(shù)探討[J].電氣化鐵道，2019（2）：36-38.

[4]董秀國(guó).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(duì)牽引變電所接地阻抗測(cè)量的影響[J].高電壓技術(shù)，2019（3）：723-729.