铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策

铁路10kV供电系统接地短路故障分析和对策

詹高峰

 合肥市轨道交通集团  230001

摘要：铁路作为我国重要的交通工具之一，其运行效率和安全性对我国经济发展和人民生活水平有着深远影响。铁路10V供电系统是铁路正常运行的重要保障，主要负责向铁路信号系统、通信系统、动力系统等提供电力。然而，在实际运行过程中，铁路10kV供电系统接地短路故障频繁发生，严重影响了铁路的正常运行。本文旨在对铁路10kV供电系统接地短路故障进行分析，找出故障原因，并提出针对性的对策，以降低故障发生率，提高铁路供电系统的稳定性和可靠性。

关键词：铁路10kV供电系统；接地短路；故障分析

引言：铁路是一种高度依赖供电系统的交通工具，供电系统的可靠性对铁路运行至关重要。然而，铁路供电系统可能会面临各种故障，其中接地短路故障是常见的一种。接地短路故障是指供电系统中的电流通过非预期的路径地接，导致系统运行异常或中断，因此，对接地短路故障进行分析和采取对策，能够有效提高铁路供电系统的可靠性和安全性。

一、铁路10kV供电系统接地短路故障分析

（一）铁路10kV供电系统接地短路故障原因分析

1. 线路绝缘老化或破损导致电流漏到地面

铁路10kV供电系统的线路长时间处于室外环境中，受到风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响，绝缘子的绝缘性能会逐渐下降。当绝缘子老化到一定程度时，其绝缘强度将无法满足要求，容易发生击穿，导致线路短路。此外，由于外力破坏或安装不当，绝缘子可能破损，也会使线路发生接地短路故障。

2. 外来物质导致线路接地短路

铁路10kV供电系统的线路通常设在较高的电杆上，容易受到外来物质的影响。例如，树枝、塑料袋等杂物可能挂在导线上，遇到潮湿天气，这些杂物会成为导体，导致线路对地短路。此外，小动物如鸟、老鼠等也可能误入带电区域，引起线路接地短路[1]。

3. 设备故障或操作失误导致线路接地短路

铁路10kV供电系统中，开关设备、变器等设备若存在缺陷，如绝缘性能下降、接触不良等，都可能引发接地短路故障。同时，操作人员在操作过程中，若未能严格按照规程执行，也可能导致线路接地短路。例如，在停电维修过程中，若未将线路彻底隔离，一旦误送电，将导致线路接地短路。

（二）故障影响分析

1.供电系统短路会导致列车停运，影响运输效率

当发生供电系统接地短路故障时，电流将无法正常流动，无法为列车提供稳定的电力供应，这将导致列车停运，乘客无法继续前往目的地，影响到运输效率。特别是对于高铁等高速列车来说，行车时速高，对电力供应要求更为严格，一旦供电系统发生短路故障，会立即引起列车停运，造成严重的运输延误和不便。

2.高电流短路可能会引起火灾或其他安全事故

铁路10kV供电系统接地短路故障通常会伴随着高电流流过电路，这可能会导致电线、电缆等设备或机电设备发生过载、短路和烧毁现象，进而引发火灾。火灾不仅会对人员和设备造成严重的伤害和损失，还会对周边环境和建筑物造成严重影响。此外，高电流短路还可能导致设备爆炸、电击等其他安全事故，对人员生命财产安全构成威胁。

3.长时间的供电中断会影响乘客的出行和交通运输的正常运行

铁路10kV供电系统接地短路故障如果无法及时修复，就会导致长时间的供电中断。乘客在中断期间无法正常乘坐列车出行，对于需要及时到达目的地的乘客来说会造成严重的不便。此外，供电中断还会影响到交通运输的正常运行，包括货物运输和旅客运输等，给物流和人流带来一系列的运输延误和经济损失。

（三）故障检测手段分析

1. 使用绝缘电阻测试仪检测线路绝缘状态

绝缘电阻测试仪是检测绝缘状态的重要工具，它可以测量线路的绝缘电阻，评估绝缘性能是否符合要求。在铁路10kV供电系统中，定期使用绝缘电阻测试仪对线路进行检测，可以及时发现电阻低于规定值的情况，这通常意味着绝缘存在缺陷或损伤[2]。通过这种方式，可以提前发现潜在的接地短路故障点，采取措施防止故障的发生。

2. 使用红外热像仪检测设备是否存在异常发热现象

红外热像仪是一种无损检测设备，能够捕捉红外辐射图像，通过分析图像可以发现设备的异常发热现象。在铁路10kV供电系统中，设备的过热可能是由接触不良、绝缘老化或故障引起的。通过红外热像仪的检测，可以发现这些异常情况，从而对设备进行及时的维修或更换，避免因设备过热导致的接地短路故障。

3. 定期巡视、检修以及设备运行状态监测等方法

除了使用专业的检测设备外，铁路10kV供电系统的接地短路故障检测还依赖于定期巡视、检修和设备运行状态的监测。通过人工巡视，可以观察设备的外观状况，检查接地点的固定情况，以及是否存在明显的故障迹象。定期的检修可以对设备进行深入的检查和维护，确保设备的正常运行[3]。同时，通过监测系统的运行状态，可以实时掌握设备的运行数据，一旦发现异常情况，可以立即采取措施进行处理。

二、铁路10kV供电系统接地短路故障对策

（一）建立定期检测机制

定期对铁路10kV供电系统进行检测是预防故障的重要手段。建立完善的定期检测机制，包括对接地电阻、绝缘电阻、设备接头和连接器等进行定期检测，并制定相应的检测标准和方法。可以通过使用专业的测试设备，如接地电阻测试仪、绝缘电阻测试仪等，定期对系统进行检测，及时发现问题并进行处理。

（二）强化设备绝缘保护措施

加强对铁路10kV供电系统设备的绝缘保护措施，可以有效减少接地短路故障的发生。一方面，对设备的绝缘材料和绝缘防护层进行定期检查和维护，确保其完好无损；另一方面，可采用绝缘套管、绝缘垫片等辅助措施，增强系统的绝缘性能。此外，对系统中的绝缘设备进行定期检验，以确保其绝缘性能符合要求。

（三）加强人员培训和操作规范

增强人员的技术水平和操作意识，是防范铁路10kV供电系统接地短路故障的重要环节。要加强人员培训，提高他们对系统的认识和理解，培养他们对故障的判断和处理能力。同时，制定和强化相关的操作规范，确保人员按照规定进行操作，避免因操作不当而引发故障。

（四）建立故障报警系统

建立完善的故障报警系统，可以及时发现和报警系统中的异常情况，有效防止接地短路故障的进一步发展。故障报警系统可以包括温度传感器、湿度传感器、电流传感器等多个传感器，并与监控中心相连接，一旦发生异常，系统能够及时报警，以便及时采取应对措施。

（五）加强系统监控与管理

通过加强对铁路10kV供电系统的监控与管理，可以有效预防和解决接地短路故障。监控系统可以实时监测系统各个部分的工作状态，及时发现并处理异常情况。管理方面，可以建立相应的管理制度和流程，明确责任和权限，确保系统的正常运行。

三、结语

铁路10kV供电系统是保障铁路正常运行的重要保障，然而在实际运行过程中，接地短路故障频繁发生，严重影响了铁路的正常运行效率和乘客的出行，甚至可能引发火灾或其他安全事故。因此，需要采取针对性的对策，以降低故障发生率，提高铁路供电系统的稳定性和可靠性，为我国的经济发展和人民生活水平的提高做出贡献。

参考文献：

[1]刘思典. 铁路10kV配电所线路改造的施工技术 [J]. 中国设备工程, 2018, (16): 206-207.

[2]王文辉. 铁路10KV供电系统架空线路故障快速判断查找 [J]. 科技风, 2011, (23): 130. DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.2011.23.100.

[3]孙元新. 铁路10kV供电系统的无功补偿分析 [J]. 上海铁道科技, 2010, (03): 98-100.