鐵路10kv供電系統(tǒng)接地短路故障分析和對(duì)策

摘 要：文章主要分析鐵路10kv供電系統(tǒng)接地短路故障發(fā)生成因，并根據(jù)工作實(shí)踐，對(duì)這些故障的成因及防范措施作一系統(tǒng)分析。

關(guān)鍵詞：10kv供電系統(tǒng)；單相接地；原因分析；防范措施

1 引言

安康供電段管轄內(nèi)的鐵路10kv供電線(xiàn)路，大部分處在丘陵、高海拔山區(qū)地帶，設(shè)備運(yùn)行常年受天氣、地理環(huán)境影響較大。單相接地故障頻發(fā)，對(duì)信號(hào)供電安全帶來(lái)極大的危害。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的單相接地故障對(duì)配電所設(shè)備也會(huì)造成損害。因此，分析鐵路10kv供電系統(tǒng)接地短路故障發(fā)生成因，采取相應(yīng)對(duì)策，對(duì)保證鐵路10kv供電系統(tǒng)安全運(yùn)行有重要意義。

2 鐵路10kv供電系統(tǒng)接地短路故障的危害

中性點(diǎn)不接地，是小電流接地系統(tǒng)。系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障為單相接地故障，由于小電流接地系統(tǒng)的特性，發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許故障運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。但如果系統(tǒng)內(nèi)另兩相發(fā)生接地時(shí)，將形成兩相接地短路故障，產(chǎn)生很大的短路電流，這是不允許的。兩相接地短路故障是小電流接地系統(tǒng)中較為復(fù)雜的一種故障類(lèi)型，文中將結(jié)合一次故障案例對(duì)小電流接地系統(tǒng)的兩相接地短路故障進(jìn)行分析，總結(jié)出發(fā)生兩相接地短路故障時(shí)的各種不同表現(xiàn)，并提出相關(guān)措施。有利于站段電力調(diào)度及變配電所運(yùn)行人員及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷故障，保證設(shè)備安全正常運(yùn)行。

安康供電段西鄉(xiāng)10kv鐵路配電所，貫通供電系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，貫通母線(xiàn)饋出共有兩條線(xiàn)路，分別為東貫通、西貫通。2008年7月14日發(fā)生一起故障，當(dāng)時(shí)具體表現(xiàn)為：貫通母線(xiàn)PT接地報(bào)警，電壓表指示B相接地，同時(shí)東貫通速斷跳閘，備供所備投成功。將西貫通線(xiàn)路退出運(yùn)行后，貫通母線(xiàn)PT接地信號(hào)消失。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)西貫通線(xiàn)路B相有一避雷器擊穿接地。對(duì)故障原因分析如下：

一是西貫通線(xiàn)路B相避雷器擊穿造成接地。正常情況下，貫通系統(tǒng)三相平衡，當(dāng)西貫通線(xiàn)路B相避雷器擊穿，造成貫通系統(tǒng)B相接地，此時(shí)系統(tǒng)中性點(diǎn)產(chǎn)生漂移，接地相即B相對(duì)地電壓降為0kv，其他兩相（A、C）對(duì)地電壓升高為線(xiàn)電壓，即正常相電壓的■倍。

二是東貫通線(xiàn)路產(chǎn)生另一點(diǎn)接地，造成貫通系統(tǒng)兩相接地短路。當(dāng)系統(tǒng)中A相和C相對(duì)地電壓升高■倍后，由于東貫通線(xiàn)路A相或C相存在絕緣薄弱點(diǎn)，在■倍相電壓作用下，絕緣最薄弱處被擊穿接地，造成西貫通線(xiàn)路B相與東貫通線(xiàn)路A相或C相之間經(jīng)接地過(guò)渡電阻短路。

三是由于電流保護(hù)二次回路的固有缺陷，導(dǎo)致東、西貫通僅有一條線(xiàn)路跳閘。當(dāng)前鐵路10kv配電所電流保護(hù)二次回路中電流互感器為兩相不完全星形接線(xiàn)。正常情況下，該線(xiàn)路發(fā)生任意相間短路，電流互感器至少能檢測(cè)到一相短路電流，因此能正常啟動(dòng)電流保護(hù)，使故障線(xiàn)路跳閘，從而達(dá)到保護(hù)線(xiàn)路的目的。在上述故障中，雖然東貫通和西貫通線(xiàn)路中均有很大的短路電流流過(guò)，但短路電流經(jīng)西貫通線(xiàn)路的B相和東貫通線(xiàn)路的A相或C相構(gòu)成回路，西貫通接于A相和C相電流互感器不能檢測(cè)到短路電流，因此不能啟動(dòng)電流保護(hù)回路，線(xiàn)路不會(huì)跳閘；東貫通電流互感器則可以檢測(cè)到A相或C相的短路電流，能啟動(dòng)電流保護(hù)，因此東貫通線(xiàn)路速斷跳閘。

3 通過(guò)以上分析，可以將小電流接地系統(tǒng)中各種兩相接地短路故障的不同表現(xiàn)總結(jié)如下：

3.1 單一條線(xiàn)路發(fā)生任意兩相接地短路故障，母線(xiàn)PT有接地信號(hào)，該條線(xiàn)路電流保護(hù)動(dòng)作，使線(xiàn)路跳閘，與普通相間短路故障類(lèi)似。線(xiàn)路跳閘后，接地信號(hào)消失。試送該線(xiàn)路，一般不成功。

3.2 同一母線(xiàn)段內(nèi)的不同線(xiàn)路間發(fā)生兩相接地短路故障，有三種情況：

3.2.1 第一接地點(diǎn)為B相時(shí)，母線(xiàn)PT發(fā)接地信號(hào)，顯示B相接地，當(dāng)另一條線(xiàn)路A相或C相產(chǎn)生第二接地點(diǎn)后，先接地線(xiàn)路不會(huì)跳閘，第二接地點(diǎn)線(xiàn)路電流保護(hù)動(dòng)作，線(xiàn)路跳閘。跳閘后，母線(xiàn)PT仍顯示B相接地。試送故障跳閘線(xiàn)路，一般不成功。

3.2.2 第一接地點(diǎn)為A相（C相）時(shí)，母線(xiàn)PT發(fā)接地信號(hào)，顯示A相（C相）接地，當(dāng)另一條線(xiàn)路B相產(chǎn)生第二接地點(diǎn)后，第二接地點(diǎn)線(xiàn)路不跳閘，第一接地點(diǎn)線(xiàn)路電流保護(hù)動(dòng)作，線(xiàn)路跳閘。跳閘后，母線(xiàn)PT仍有接地信號(hào)，但接地相變?yōu)锽相。試送故障跳閘線(xiàn)路，一般不成功。

3.2.3 第一接地點(diǎn)為A相（C相）時(shí)，母線(xiàn)PT發(fā)接地信號(hào)，顯示A相（C相）接地，當(dāng)另一條線(xiàn)路C相（A相）產(chǎn)生第二接地點(diǎn)后，兩條接地線(xiàn)路電流保護(hù)均能動(dòng)作，全部跳閘。跳閘后，接地信號(hào)消失。單獨(dú)試送任意一條線(xiàn)路均能成功，母線(xiàn)PT會(huì)顯示接地；如果再試送另一條線(xiàn)路則會(huì)造成兩條線(xiàn)路再次同時(shí)故障跳閘。

4 通過(guò)以上原因分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況防范措施歸納為

4.1 加強(qiáng)日常運(yùn)行管理，認(rèn)真巡視，精檢細(xì)修，提高設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，防止出現(xiàn)絕緣薄弱點(diǎn)。

4.2 線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障后，應(yīng)及時(shí)拉路進(jìn)行查找，盡快將接地線(xiàn)路退出運(yùn)行，最大限度縮短接地運(yùn)行時(shí)間。

4.3 當(dāng)發(fā)生不同線(xiàn)路兩相接地短路故障后，不能盲目誤判為二次回路誤動(dòng)作，對(duì)跳閘線(xiàn)路進(jìn)行多次試送電，以免擴(kuò)大事故范圍。

4.4 當(dāng)發(fā)生不同線(xiàn)路兩相接地短路故障后，應(yīng)仔細(xì)檢查有關(guān)線(xiàn)路設(shè)備，查找接地點(diǎn)和絕緣薄弱點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行整治，以免絕緣薄弱點(diǎn)再次發(fā)生擊穿。

4.5 對(duì)線(xiàn)路加裝故障電流錄波裝置，可準(zhǔn)確的對(duì)兩相接地短路故障進(jìn)行判斷。

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