鐵路牽引變電所接地網(wǎng)故障原因及對策分析

鐵路牽引變電所接地網(wǎng)故障原因及對策分析山西省大同市037001摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火車的動力來源也逐漸地發(fā)生了變化，逐漸的從傳統(tǒng)的內(nèi)燃機驅(qū)動的模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱穗娏︱?qū)動的模式。在現(xiàn)階段主要是由鐵路上所設(shè)置的鐵路牽引供電系統(tǒng)向火車進行能源供給，而鐵路牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成較為復(fù)雜，在這個系統(tǒng)當(dāng)中主要是由牽引變電所以及電網(wǎng)接觸網(wǎng)所組成。其中牽引變電所的功能就是通過高壓電線將高壓電流轉(zhuǎn)化為符合火車運行的制式壓力電流之后，再通過接觸網(wǎng)將轉(zhuǎn)化完畢后的電流輸送至火車當(dāng)中為火車提供電能。隨著近些年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路牽引變電系統(tǒng)逐漸成為了當(dāng)前鐵路運輸?shù)闹饕茉刺峁┓绞?。而牽引變電所則是屬于牽引變電系統(tǒng)的核心，接地網(wǎng)則是牽引變電所的重要組成部分。所以在日常的工作當(dāng)中必須針對接地網(wǎng)存在的故障進行研究分析，尋找出相應(yīng)的解決方案方可為我國鐵路系統(tǒng)的正常運營提供一定的保障。關(guān)鍵詞：鐵路牽引變電；地網(wǎng)故障；原因及對策引言：在當(dāng)前時期，電氣化鐵路已經(jīng)成為了當(dāng)前我國鐵路運行過程當(dāng)中的主流。在電氣化鐵路運營中主要就是通過鐵路牽引變電所進行火車運行的能源供給。而火車運行的過程當(dāng)中所需要的能源量是巨大的，所以牽引變電所在利用接地網(wǎng)進行電流的輸送時，很容易因為電流量過大導(dǎo)致產(chǎn)生故障。一旦接地網(wǎng)發(fā)生了故障，那么對于牽引變電所系統(tǒng)整體都具有巨大的影響。因此，必須針對接地網(wǎng)故障發(fā)生的原因進行分析，然后制定出相應(yīng)的解決方案，實現(xiàn)對于故障的提前預(yù)防。我國鐵路及牽引變電所概述（一）我國鐵路的發(fā)展情況介紹鐵路運輸是一種常見的陸地運輸方式，并且通過鐵路運輸?shù)姆绞竭M行貨物或者人員的運輸，相較其他運輸方式而言，單次運輸量較大且經(jīng)濟效益較高。我國的鐵路建設(shè)起始于1876年，歷經(jīng)約100年的發(fā)展歷程至1978年在我國大致形成了我國鐵路運輸網(wǎng)的骨干架構(gòu)。在這個時期內(nèi)，火車的運行大多采取傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動的方式，為火車運行供給動力。但是進入20世紀(jì)60年代，我國就開始了電氣化鐵路的建設(shè)。歷經(jīng)幾十年的發(fā)展至當(dāng)前，我國已經(jīng)成為了全球電氣化鐵路里程數(shù)最高的國家。與此同時傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動方式的火車運行模式已經(jīng)被逐漸淘汰，電能逐漸成為了當(dāng)前我國鐵路運行的主要能源。（二）鐵路牽引變電所在電氣化鐵路的運行中，火車運行所需要的電能主要就是由鐵路牽引變電所將高壓電流進行電壓轉(zhuǎn)換之后所提供的。鐵路牽引變電所指的就是，將發(fā)電廠所輸送的高壓電流轉(zhuǎn)化為適合火車運行電壓的電流，再通過接觸網(wǎng)送至火車。并且在鐵路牽引變電所中，劃分為直流牽引變電所和交流牽引變電所。直流牽引變電所就是通過變壓器將電線所輸送的高壓電流進行降壓，再通過整流器將電流轉(zhuǎn)化為直流電通過接觸網(wǎng)傳達至火車上。而交流牽引變電所則是將傳達過來的電流轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl、低頻單相以及工頻三相這三種交流電，然后再將其傳送至不同的接觸網(wǎng)中進行電流輸送。牽引變電所是我國電氣化鐵路運行過程當(dāng)中的重要能源提供場所，根據(jù)列車實際所需電流的不同在變電所當(dāng)中進行不同的操作，把電線當(dāng)中所輸送的高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H需求的電流類型。鐵路牽引變電所接地網(wǎng)故障及故障原因分析當(dāng)前我國鐵路牽引變電所為了確保電流運輸?shù)男?，在進行接地網(wǎng)的建設(shè)時都主要選擇金屬作為建設(shè)材料。但是牽引變電所當(dāng)中的接地網(wǎng)是直接埋設(shè)在地下當(dāng)中的，受到地下潮濕以及空氣的影響，接地網(wǎng)在很多時候非常容易被腐蝕。一旦接地網(wǎng)被腐蝕，那么接地網(wǎng)的供電性能就會受到極大的影響，最終使得牽引變電所整體的供電系統(tǒng)可靠性降低。接地網(wǎng)故障產(chǎn)生的原因，主要有兩個方面。第一個方面就是因為在土壤當(dāng)中含有非常多的礦物質(zhì)以及電解質(zhì)溶液，這些物質(zhì)會與構(gòu)成接地網(wǎng)的金屬材料產(chǎn)生反應(yīng)，從而使得接地網(wǎng)被腐蝕導(dǎo)致出現(xiàn)故障的情況。第二個方面就是因為我國鐵路的里程量在不斷的增加，這就導(dǎo)致鐵路上牽引負荷的電流不斷增加，使得鐵路牽引變電所要承受非常高流量的回流電。導(dǎo)致牽引變電所的接地網(wǎng)出現(xiàn)點位不平衡以及電磁兼容性不足的問題。如果接地網(wǎng)內(nèi)部的電壓存在著差值，那么不僅會使得接觸電壓出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，嚴(yán)重威脅鐵路運行以及有關(guān)人員的人身安全，還會使得接地網(wǎng)受到非常嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。鐵路牽引變電所接地網(wǎng)故障應(yīng)對措施針對當(dāng)前鐵路牽引變電所接地網(wǎng)當(dāng)中存在著的故障，在進行故障的解決時，首先就應(yīng)當(dāng)重新選擇接地網(wǎng)的材料。選擇例如銅這樣抗腐蝕性較強的金屬材料，來替換傳統(tǒng)的鋼材這種抗腐蝕性較弱的接地網(wǎng)構(gòu)成材料。通過這樣的方式減少土地潮濕環(huán)境對于接地網(wǎng)的影響，而且還可以減少其他礦物質(zhì)與接地網(wǎng)之間的化學(xué)作用，對于接地網(wǎng)的保護起到非常重要的意義。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，也可根據(jù)實際情況選擇更為合適的合金作為接地網(wǎng)的原材料，從而進一步的提高接地網(wǎng)的運行效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)優(yōu)化牽引變電所當(dāng)中的電壓控制系統(tǒng)，不斷的提高牽引變電所對于電流的承受能力。從而保證在電流回流不斷增大的前提下，牽引變電所還可以保持電壓的穩(wěn)定，從而確保牽引變電所當(dāng)中接地網(wǎng)的正常運行，減少接地網(wǎng)故障發(fā)生的頻率。結(jié)語：針對當(dāng)前鐵路牽引變電所當(dāng)中接地網(wǎng)存在著的故障，首先就應(yīng)當(dāng)探尋到故障發(fā)生的原因，然后根據(jù)原因?qū)ふ页鲠槍π缘慕鉀Q方案。通過這樣的方式，就可以有效的減少接地網(wǎng)故障發(fā)生的可能性，保障我國鐵路牽引變電所的正常供電工作。除此以外，在日常工作的過程當(dāng)中，還需要重視對于可能引發(fā)牽引變電所接地網(wǎng)故障的因素進行提前排除，確保接地網(wǎng)不會因為某些意外因素而發(fā)生故障，最大限度的降低接地網(wǎng)故障發(fā)生的可能性，為我國的鐵路系統(tǒng)的正常運行保駕護航。參考文獻：[1]邵明.鐵路地下牽引變電所設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)[J].中國鐵路,2021(06):116-121.[2]董秀國.牽引變電所接地網(wǎng)故障診斷研究[J].電氣化鐵道,2019,30(02):8-11+16.[3]段少卿.基于MATLAB/SIMULINK的高速鐵路牽引網(wǎng)短路故障電流分布仿真計算研究[J].電力設(shè)備管理,2020(10):180-183+197.[4]魏宏偉