浅谈铁路电力线路10KV系统单相接地故障的判断、查找及处理

浅谈铁路电力线路 10KV 系统单相接地故障的判断、查找及处理

赵春林

神华新朔铁路有限责任公司调度指挥中心 内蒙古 鄂尔多斯 010300

摘要：铁路是国民经济的大动脉，在促进全面建设小康社会进程中发挥着越来越重要的作用，随着智慧铁路的不断发展，为其“大脑”及各个控制环节提供安全可靠的供电尤其显的重要。

关键词：铁路 电力线路 10KV系统
铁路10KV电力线路除在有配电所的站场架设有站馈线，为站区生产、生活用电提供电源外，主要是沿铁路线两侧架设贯通线、自闭线，为沿线生活用电、生产用电（通信、信号等设备用电）提供互为备用的两路电源。提高供电的可靠性。

铁路电力线路10KV系统单相接地故障是在我们的日常调度指挥工作中经常遇到的电力线路故障的一种情况。当贯通线或自闭线其中一路发生单相接地后，虽然有另一路为信号、通信等设备提供电源不会影响正常的生产用电，但会对电力设备造成危害，降低了供电的可靠性。

发生单相接地故障的危害：发生单相接地后，接地电流较大会造成较大的电能损耗浪费；由于接地相相电压（6KV）接近零，另两相相电压升高为线电压(10KV)，使线路电缆承受较高电压，长时间运行可能会造成电缆击穿，扩大事故范围；发生间歇性弧光接地产生谐振过电压可能造成线路绝缘子、避雷器击穿，配电所内高压熔断器、线路上的跌落保险烧损，造成事故范围扩大；发生单相导线断线落地时，还会危及经过接地点附近的人员及牲畜，尤其是在夜间发生时，会危及线路工区的巡视人员人生安全，造成人畜触电伤亡事故；严重的情况还会引起火灾，造成大面积停电，危机电网运行安全。规程规定发生10KV系统接地故障后运行不能超过2小时。

如何能够及时准确判断电力线路10KV系统单相接地故障，并尽快组织相关供电工区查找处理，对于提高供电的安全性可靠性至关重要。

一、电力线路10KV系统单相接地故障的判断。

电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。铁路10KV电力系统一般采用不接地或经消弧线圈接地的模式，是小电流接地系统。在小电流接地系统中，单相接地是一种常见故障。在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是在雷雨季、大风和雪等恶劣气候条件下，单相接地故障的发生更为频繁。在实际的工作中

我们要将电压互感器一相高压熔断器熔断，引起的电压表计显示不正常；较重负荷线路单相断线，导线未落地，未发生接地引起的三相电压不平衡；这两种情况与发生单相接地的情况加以判断甄别。

第一种情况，发生母线电压互感器一相高压熔断器熔断时，通过配电所仪表盘可以发现，熔断相相电压降低接近于零，非熔断相相电压正常，熔断相与非熔断相间的线电压也会相应的降低接近相电压，而两个非熔断相间的线电压正常。

第二种情况，较重负荷线路在馈出端发生单相断线（如隔离开关引线断开等）。在没有发生接地的情况下，由于三相负荷发生变化引起电压不平衡，而产生“零序电压告警”。显著特征是断线相电压升高（不超过1.5倍相电压），非断线相电压降低（不低于0.866倍相电压），且三相电压由高到低完全不同，是由三相负荷严重不平衡引起。

在真实发生单相接地时，10KV配电所内会给出“零

序电压”告警、“小电流接地”告警、“弧光接地”告警（不同厂家设置不同）。

单相接地分为两种情况。一种为金属性接地（完全接地或永久性接地）；另一种为非金属性接地（不完全接地或瞬时性接地）。这两种情况可以通过配电所内电压表指示的变化来区别判断。

当出现故障相相电压降低，另两相相电压升高，大于相电压，未达到线电压值，并且出现电压表指针不停地摆动（或数字电压表变化幅值大），可能出现电压表瞬时变化，接地相相电压接近零，另两相（非接地相）相电压接近线电压值，瞬时又恢复正常。10KV配电所内给出“零序过压”告警（或“弧光接地”“小电流接地”告警），按复归键后，告警解除。则判断为系统发生非金属性接地（也称不完全接地或瞬时性接地）。

当出现故障相相电压降低接近于零，另两相相电压升高等于线电压值，三相线电压显示正常，电压表指针无摆动（数字电压表不变化），10KV配电所内给出“零序过压”告警（或“弧光接地”“小电流接地”告警），按复归键后，告警不能解除。则判断为系统发生金属性接地(也称完全接地或永久性接地）。

2. 电力线路10KV系统单相接地故障的查找及处理

当10KV配电所内给出“零序过压”告警（或“小电流接地”告警），供电调度员接到配电所值班员的情况汇报后，记录母线互感器相电压、线电压、零序电压值，结合调度端远动信息进行综合判断。确定是发生了单相接地后，命令配电所值班员巡视所内相关设备，同时与上一级供电调度联系。将配电所内发生的单相接地情况做出详细汇报，了解是否为上一级（变）配电所同一段母线其他支路发生单相接地。

当确定为本支路发生的单相接地，应了解该地区的天气情况。通过列车调度员了解各车站的用电情况，是否有缺相及电压不稳定现象、是否有临近电力线路的线下施工、是否有机车乘务员及工务巡线人员等反应异常情况。如无异常情况反馈，供电调度员应按照负荷等级依次对该配电所的站馈线、贯通线、自闭线线路进行拉路试验。拉路试验前，要确定备用的另一路10KV电力线路（贯通线或自闭线）运行正常，确保通信、信号设备不中断供电。如装设有小电流接地选线系统或线路故障判断装置的，优先拉路小电流接地选线系统选中的线路或线路故障判断装置报警的线路（由于目前小电流接地选线系统及线路故障判断装置的故障判断准确率还有待进一步提高，目前只作为进行拉路的参考。）。

第一种情况配电所负荷发生单相接地：通过拉路确定了发生接地故障的线路，通知该段线路的管辖工区出动巡视线路。巡视过程中可采用远动或人工分合线路分段开关、拉合线路隔离开关，进行分段试送电来缩小排查范围（装有线路故障判断装置的，排查过程可结合线路故障判断装置的报警指示区段作为优先排查区段），进而减少线路工区人员的巡视工作量，缩短排查时间。然后通过巡视或遥测线路（电缆）绝缘确定故障点。

发现故障点后，拉开故障点两侧临近的隔离开关，做无电区进行抢修。恢复非故障区段的供电，提高供电的可靠性。

第二种情况配电所电源线发生单相接地：当通过拉路排查排除配电所负荷发生接地故障，与上一级供电调度联系，汇报排查情况，申请对本所电源线进行拉路。获得同意后，单电源线配电所要及时将本所负荷倒至相邻配电所（保证两路供电，提高供电的可靠性），对本所电源线进行拉路；双电源线配电所则将负荷倒由备用电源线带负荷，对本所主用电源线进行拉路；确定为配电所电源线发生单相接地后，安排供电工区巡视电源线。发现故障点后，向上一级供电调度申请将电源线转检修，安排人员进行抢修。

目前，配电所内小电流接地选线系统及线路侧10KV电力线路故障判断装置投入运行后，不断进行着技术革新改造。随着技术的日益成熟，新技术的不断应用，选线的准确性，故障判断的可靠性将进一步提高。这样就降低了故障查找人员的工作量，缩短了单相接地故障的判断、查找时间，提高了工作效率。为智慧铁路的安全供电提供可靠的保障。