电气化铁道牵引系统接地问题浅谈

电气化铁道牵引系统接地问题浅谈

唐 伟 李西岐

摘 要：对电气化铁道牵引系统各种接地方式进行了分析，总结出各自的优、缺点，建议在选用牵引系统接地方式

时进行综合考虑。

关键词：交流;电气化铁道;牵引;接地

0 引言

电气化铁道牵引系统接地，由于部分设备属于隐蔽工程，再加上有些施工单位或运营单位，对电气设备或牵引电流的回路往往重视不够，因此，牵引系统接地问题给牵引供电系统带来不少安全隐患，甚至造成较为严重的事故。随着牵引供电系统牵引变压器容量的不断加大，引起牵引系统接地出现了不少问题，对电气化铁道的安全运行造成了不同程度的影响，如何选择和改进牵引系统接地方式，针对目前状况进行分析和探讨。

随着牵引供电系统容量的增加，传统的直接牵引系统接地方式在运营中出现了不少的问题，给牵引供电系统的安全运行造成了不小的影响，主要表现在：

a.较大的工作电流持续通过接地网回流，电腐蚀对地网造成较为严重的损坏，不仅严重影响了主地网的使用寿命，而且给牵引供电设备及牵引供电系统工作人员人身安全造成极大的威胁。

b.因为接地网损伤，造成回流不畅，烧损地网损伤点附近电气设备，尤其是二次设备，造成较大的事故，既影响了安全供电，又造成了不小的经济损失。

c.因为设备工作接地（尤其是电容补偿设备）电流较大，持续通过导流能力不是很好的接地网（多采用扁钢），造成地网设备的烧损或工作电流分流到其他设备（如电压互感器）回路，造成其他设备不能正常工作（如电压互感器二次回路空气开关脱扣）等现象。

通过上述分析，作者认为有必要对传统的直接牵引系统接地方式进行改进，对大电流设备（主要是较大容量的电容补偿设备）工作接地不是通过地网接入主变压器的接地相，而是采用专用接地线（采用单芯电缆）直接接入主变接地端子箱的汇流母线，通过几年的使用和对接地网的监测运行，这

1 牵引系统接地现状与分析

目前，在电气化铁道牵引供电系统，牵引系统接地方式大约有以下几种：

（1）直接牵引系统接地方式

在电气化铁道发展初期，电气化铁道牵引变压器的容量较小（低于20MVA），一般采用直接牵引系统接地方式，即电气化铁道的走行轨，作为回流导体并与大地连接，将所有电气设备的工作接地、保护接地统统接牵引变电所的接地网，地回流、轨回流联结后一起接主变压器的接地相。

（2）改进的直接牵引系统接地方式

作者简介：唐 伟.郑州铁路局洛阳供电段,高级工程师, 河南 洛阳471002,电话:059-29423

李西岐，郑州铁路局洛阳供电段，工程师，电话:059-24843

108

电气化铁路牵引变电所新技术年会论文集 2007

种方式较好的解决了直接牵引系统接地方式存在的弊端。

（3）开放式牵引系统接地

近来又出现了1种开放式牵引系统接地，在正常运行期间，所有工作接地接入主变接地相，通过限压装置与主地网联接，而所有电气设备的保护接地直接接入接地网的接地方式，这种方式使牵引变电所的主地网平时基本不通过电流，彻底的摆脱了电腐蚀的威胁，只有在超过跳闸电压值的高电压时，接地放电装置才临时或连续接通，短时泄漏短路电流。但这种方式也存在一些弊端，主要表现在：

a.除非全所停电或将有工作接地的电气设备的工作接地与主变接地相之间断开连接，否则，有工作接地的电气设备(如电容补偿设备、电压互感器、自用变压器、动力变压器)无法单独停电进行传统方式的维护、检修、试验。

b.零点漂移问题，按照这种接地方式，电位的零点应以主变接地相点为参考点，这样，对于距离主变距离不等的有工作接地的电气设备，供电设备的接地装置和大地（零点）之间的距离可以达到几米、几十米不等，使零点不一致，即零点漂移。

c.造成材料的浪费，按照这种接地方式牵引变电所所有有工作接地的电气设备必须统统用专用工作接地线与主变端子箱直接连接。

d.对接触网的回流设备要求大幅提高，直接牵引系统接地方式，接触网的回流大约有5%～50%左右通过大地回流到牵引变电所的主变的接地相。而这种开放式牵引系统接地方式，接触网的回流应100%通过回流线回到主变的接地相，这不仅对回流线的要求大幅提高，而且对接触网吸上设备要求大

109

幅提高。

2 电气化铁道供电方式与回流回路分流关系

在电气化铁道系统, 目前有直接供电方式、单设回流线直供方式、BT供电方式和AT供电方式4种，各种供电方式回流电流流经大地的分流不同，其分配关系大致为：

（1）在直接供电方式中，采用走行轨作为回流回路，有30%～40%的回流电流流经大地。

（2）在单设回流线直供方式中，采用回流线装置后，可将流经大地的电流减少至15%～20%。

（3）在BT供电方式中，因将变比为1:1的吸流变压器，每隔3～5km串接接入接触线，其二次绕组通过其吸上线从走行轨将回流电流吸入回流线中，返回变电所的回流电流接近于接触线的电流。在大部分区段流经走行轨和大地的电流很小。

（4）在AT供电方式中，带电回流线即正馈线，每隔10～20km安装一台自耦变压器，将传输电压转换为接触线电压。相邻的2台自耦变压器相当于常规供电系统供电区段两端的两个变电所。与吸流变压器供电方式相似，在馈电线和回流线中的电流几乎相等，减少了流经走行轨和大地的回流。

3 结论与建议

根据上述分析，在电气化铁道牵引供电系统

的变电所牵引系统接地方式的选择时，应综合考虑，既要考虑变电所运营、检修的情况，也必须考虑采用的供电方式。根据具体运营实际来选择牵引系统的接地方式。

（1）对于直接供电方式和单设回流线直供方式，在牵引变压器容量较小时（低于20MVA），牵

电气化铁道牵引系统接地问题浅谈 唐 伟 李西歧

引系统接地方式宜选用直接牵引系统接地方式；在牵引变压器容量较大时（高于20MVA），牵引系统接地方式宜选用改进的直接牵引系统接地方式。 （2）对于BT供电方式和AT供电方式，若牵引变电所采用部分设备分别停电检修、维护、试验时，牵引系统接地方式宜选用改进的直接牵引系统接地方式；若牵引变电所采用全所设备停电检修、维护、试验时，牵引系统接地方式宜选用开放式牵

引系统接地方式。

（3）不论那种牵引系统接地方式，对于电流互感器等二次回路有保护接地的设备其保护接地宜在控制、保护盘等远离高压设备的一端接地。

（4）不论那种牵引系统接地方式，对于电压互感器等二次回路有工作接地的设备其工作接地更应在控制、保护盘等远离高压设备的一端接地。

110