摘要：本文通过对牵引变电所接地电阻不符合规范要求时，可能造成的人身和设备安全隐患进行了简单的阐述和分析，并提出了防治方法，为相关铁路牵引变电所的运维安全提供帮助。
关键词：铁路牵引变电所；接地电阻；隐患与防治
牵引变电所作为电气化铁路的心脏，时刻在为铁路电力机车和高铁列车提供电能，在保障铁路行车秩序的畅通上起着至关重要的作用。但是，如果牵引变电所接地系统接地电阻值不符合规范要求，可能对牵引所从业人员的人身安全和行车设备的运行安全带来隐患，甚至可能引起严重设备故障或造成人身伤亡事故。
依据相关设计规范要求，电气化铁路牵引变电所内的避雷针需设置独立接地系统，接地电阻≤10Ω外，所内其它供电设备共用一个接地系统，接地电阻≤0.5Ω，但是随着牵引变电所运行时间和列车负荷的变化，接地系统受地地质环境的腐蚀及本体的自然损耗等因素影响，接地系统电阻值会逐渐变大，数值会达到1Ω以上甚至更多，根本无法满足牵引所安全运行的需求，同时也会造成牵引变电所的设备和人身安全隐患。
一、对人身安全造成的隐患
1、如果牵引所接地系统电阻不符合规范要求，那么就会造成牵引所所用变压器的接地部分电阻值不达标，假如此时变压器的某一相（如C相）相线母线支持绝缘子击穿或馈线电缆绝缘皮老化、损伤，则C相与变压器的外壳就会短接放电，那么与此变压器外壳相连的接地线上就会产生短路电流，同时C相的电压加在变压器与接地系统接地电阻之间，由于接地电阻不符合规范要求，电阻值偏高，由此造成变压器外壳与接地电阻产生分压而带电，接地电阻值越高，产生的分压电压就越高，此时如果有巡视人员误触碰变压器外壳或变压器的接地引线，变压器外壳与接地电阻形成的电流回路就会和人体组成并联回路，产生的分压电压加在人体上就有可能造成人身触电伤害事故。
2、若铁路牵引所的接地系统阻值不符合标准，数据偏大，可能会引起由大地回流到牵引所的电流（简称地回流）回路不畅的问题，尤其是在电气化铁路最简单的直供电加回流线的牵引供电系统中，隐患更大。例如在直供加回流供电模式的牵引变电所采用备用系统检修模式进行设备检修时，如有机车通过该牵引所的供电臂时，产生的地回流无法全部回到运行主变的轨地回流接线端子，部分地回流就有可能从设备检修时接挂的接地封线反送到变压器的高、低压侧绕组，产生电压（笔者所在的精伊霍铁路精河南牵引所，由于接地电阻值不达标，在机车通过该所供电臂时，测试备用主变感应的电压，仪器显示电压可达到85V左右，远大于人体安全电压），若此时有人员在进行变压器引线的检修作业，在拆除引线与变压器连接的设备线夹时，就有可能发生人身触电事故，造成人身伤害。
二、对铁路信号和供电设备造成的隐患
1、对信号设备造成的隐患
若牵引变电所的接地系统电阻值不符合要求，那么在有列车（尤其是重载列车）通过时，由于馈线电流较大，所以经接触网回流线和大地回到牵引所的电流也较大，如果接触网的回流线发生断线或所内回流电缆与回流线接触不良，那么流经地网的电流势必会增大，但由于牵引所接地阻值不符合规范要求，电流回到牵引所的径路就会发生改变。在电化区段，电务设备的综合贯通地线电阻值较小（一般在0.1欧），那么电流就会通过接地极窜入电务设备的贯通地线进行泄流，由于贯通地线是和电务设备的外壳及信号电缆钢铠等连接在一起，所以在大电流流经综合贯通地线时，部分电流就会从电缆钢铠流过，在大电流持续时，就会因钢铠发热对电务设备造成损伤或烧毁（此案例在铁路系统时有发生）。
2、对牵引所二次设备造成的危害
在牵引变电所施工中，受众多施工因素的影响，往往二次保护电缆的钢铠两端是和牵引所的地网直接相接的，同样，在接地电阻不符合规范要求的牵引所内，在有列车（尤其是重载列车）通过时，由于馈线电流较大，所以经接触网回流线和大地回到牵引所的地回流也较大，由于接地阻值影响，地回流的部分电流就会通过所内二次电缆的钢铠进行泄流，产生环流，在牵引所馈线持续大电流运行时，所内二次电缆就会因环流影响而发热（笔者所在的精伊霍线精河南牵引所，在进行4500吨重载牵引试验时，当重载列车经过精河南牵引所供电臂时，所内的二次控制电缆发热明显，测试温度达到51℃），长此以往，就会造成二次电缆的绝缘性能降低，使用寿命缩短，严重的可能会造成二次电缆短路故障或引起火灾。
3、对牵引所内一次高压设施的危害
若牵引变电所的接地系统阻值不符合规范要求，那么在所内高压设备和供电线路遭受雷击时，避雷器不能对地正常放电，可能会引发避雷器、变压器或电压互感器击穿、烧损的故障，造成重大经济损失。
三、牵引所接地系统隐患预防措施
对于运行中牵引变电所的接地系统，要定期进行巡视和检测，以便于早日发现安全隐患，提前预防，具体项目如下：
（1）所内值班人员定时对牵引所高压设备的接地进行巡视，检查接地引下线与地网连接部位的线夹或螺栓是否紧固，搭接是否符合要求，有无生锈或损伤现象，涂刷的防腐漆是否有效。
（2）检修人员在每年设备检修期间，要对牵引所的接地电阻进行测试，检查接地电阻值是否合格，做好记录，同时将测试的结果与前期测量的数据进行分析比对，根据分析结果及时制定整治方案。
（3）对位于特殊地质条件（含盐、碱或腐蚀性物质）处的牵引变电所，除按期对接地电阻进行测试外，每年还要对埋入地下的接地极、接地连接母线进行开挖检查，观察接地极和连接母线的腐蚀状况；重点检查焊接部位是否有脱焊或虚接的隐患。
（4）对处于重载列车运行区段的牵引变电所接地电阻，根据地质环境的影响情况，适当增加测试和开挖检查的频次。
（5）对于牵引所接地电阻不达标的，要通过增加接地极模块和等离子接地体的方式尽快进行补强和整治；对于接地系统整体腐蚀严重，无法进行补强整治处理的，要投入资金，新建接地系统，以满足牵引所运行安全的的需求。
总之，接地系统关乎着铁路牵引所供电设备和运维人员的安全，本文通过简要的分析铁路牵引变电所接地系统常见的隐患和问题，提示铁路各级管理人员要对牵引变电所接地系统的检修与保养引起高度重视，切实为铁路行车秩序的畅通保驾护航。
参考文献：
[1]《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009-2016）
论文作者:席俊章
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/14
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