摘要：在铁路运输以及人员生活用电供给方面，10kV电力线路所起的作用不可小觑。然后，由于电力线路一直处于露天条件下，因此会经常受到外部环境以及气候条件的影响，以致于电力线路运行故障问题频发。
关键词：铁路10kV；电力线路；故障自动检测；切除方法
1铁路10kV电力线路故障问题成因
1.1线路质量缺陷型故障问题
从实践来看，铁路10kV电力线路质量缺陷型故障，多数是线路自身的质量问题造成的，究其原因，主要表现在以下几个方面：第一，在电力线路工程项目施工建设过程中，由于未能严格按照施工工艺以及作业标准作业，因此电力线路经常处于带“病”运行状态，长期运行过程中难免会出现故障问题。第二，选用的材料与设计要求不相符，或者存在着产品质量缺陷，以致于电力设备无法有效满足要求，故障问题频发。此外，因线路器件长时间的运行，加之电气材料严重老化，以致于电气绝缘性减小；同时，电力线路检修不及时、不到位，也会造成线路故障问题。
1.2运行环境影响型故障问题
近年来，铁路10kV电力线路故障问题频发，因外部运行环境条件变化而造成铁路电力线路运行故障问题日益增大，不利于电力线路安全运行和影响供电质量与效率。具体而言，主要表现在以下几个方面：第一，树木。近年来，树木种植和保护力度加大，铁路沿线的电力线路周围的危树数量也在不断增多。此外，危树砍伐处理过程中，因所有者（多数为农民）百般阻挠，危树处理赔偿费用增加，所以危树问题一直存在。尤其在大风条件下，树枝、树干等发生折断，生长在沟、渠以及边坡地带的危树，根基不牢；在大风、暴雨等恶劣天气条件下，危树可能会压在线路之上，以致于铁路10kV电力线路会出现故障问题。第二，鸟害。每年1至5月份，鸟类在线路电杆上筑巢，其使用的树枝等材料，在雨雪天气条件下，因其绝缘程度相对降低而易造成电力线路相间短路或者接地故障问题。实践中我们可以看到，鸟类筑巢时会用一些铁丝或者铁钉，这些金属材料可能会造成线条与横担之间连通，进而将线条、横担烧伤，严重影响电力线路运行安全可靠性。第三，外部施工影响。随着建筑行业的快速发展，铁路电力线路周围或者不远处，也会不断增多工程建设项目。由于电气设备巡检不及时，外部施工管控不到位，因此外部施工过程中会造成电杆被撞断、电线被挂断以及电缆严重损伤等，这些外界环境因素严重干扰了电力线路的安全运行。
2铁路10kV电力线路故障自动检测与处理措施
2.1铁路电力线路故障电流与电压诊断理论
铁路自闭与贯通电力线路单相接地故障发生时，因接地点容性电流非常的小，电力线路接地相的相电压下降。非故障相电压会升高为线电压，三相线电压不变，允许线路短时间内运行。当铁路10kV电力线路出现断线故障问题时，断线点至电源侧线电压保持，主供所配电所通常无法监测电压变化情况，断线点后设施缺相，备供所可以监测到线电压有一相正常，两正常相对断线相线电压降低。当出现两相或者出现三相电力线路短路故障问题时，电流升高，相电压降低。检测电力线路首、末端电流和电压，可以判断出线路是否发生了接地、短路以及断线故障问题。
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2.2线路故障问题自动检测与处理方法
2.2.1研究目标
当铁路电力线路出现短路或者单相接地故障问题时，自动检测与故障切除设备自动启动，快速、准确检测并自动切除线路故障，然后非故障段正常供电。就双端送电方式而言，能够快速进行铁路全线车站贯通供电；就单端送电方式而言，可快速恢复故障点之前的非故障线段正常供电。实践中，在系统内设故障指示器，对短路以及单相接地故障点线段进行准确定位，并将其作为故障问题处理的参考依据。铁路电力线路故障自动处理设备对此会有指示，这有利于检修人员对故障位置进行确认。
2.2.2主要功能
第一，自动诊断并及时切除电力线路单相接地故障。铁路10kV电力线路运行过程中，通常会发生临时单相接地故障问题。比如，树枝摆动，会导致电力线路瞬间接地，本设施将维持线路各分段开关处于合闸状态。就永久性单相接地故障而言，若设备设置成快速处理功能，则可及时将故障问题切除；铁路10kV电力线路单相接地，待配电所开关分合闸操作时，需自动锁定和切除故障。第二，相间短路故障问题的自动诊断与切除。当电力线路出现两相或者三相短路故障问题时，配电所自动重合闸失败以后，可快速而又准确的对故障问题进行自动诊断。第三，断线故障问题自动诊断与处理。实践中，若装置中布设了故障快速切除功能，则线路一相断线时，会自动锁定并切除缺相部分。当铁路电力线路出现二相断线故障时，立即启动装置，缺相线路自动切除，并以此作为及时查找断线以及被盗区段的参考依据。
2.2.3故障检测及自动切除程序
铁路10kV电力线路故障问题自动检测与切除装置，将线路在所需车站设立分段点，各分断点布设10kV真空断路器与自动处理器各一台，同时还包括采样器以及专用的防雷阻抗变换设备；在配电所馈线位置，布设一台电力线路故障指示器，联合以上设施构成电力线路故障自动处理与指示系统。第一，分段开关运行状态。铁路电力线路带电运行过程中，故障处理设备控制线路上的K1至K4四个开关处于合位状态。线路断电以后，故障处理器控制电力线路K1至K4自动开关分闸，然后使其变到分位状态。铁路10kV电力线路正常送电以后，处理器对K1至K4四个自动开关进行控制，经延时后再自动合闸，然后变到合位状态。第二，单相接地处理。线路运行过程中出现临时单相接地故障，自动开关K1至K4均处于合闸状态。在该种情况下，若发生永久单相接地故障问题，则应当按照以下方式进行处理。首先，快速处理。电力线路运行过程中，如果发生了单相接地故障，则主供所馈线开关正常，不会出现跳闸现象；K2开关跳闸、自动闭锁时，K2开的左端有电。手动合闸送电时，开关K3跳闸、自动闭锁，此时开关K3的右端通电。自动开关K2与K3分闸、闭锁，K2至K3故障切除。其次，普通处理。电力线路单相接地，此时主供所馈线开关以及K1至K4开关合闸不动，直至主供所操作开关分合闸过程中，K2跳闸、自动闭锁，可将电送至K2的左端。备供所开关合闸送电，开关K3跳闸、自动闭锁，此时其右侧有电。自动开关K2与K3分闸、闭锁，K2至K3之间的故障问题切除。第三，相间短路处理。铁路10kV电力线路运行过程中，主供所的馈线开关就会跳闸；如果备供所开关自投，那么备供就无法自投，此时K3开关跳闸、自动闭锁。如果主供自动重合闸失败，则开关K2跳闸，并且自动闭锁，此时故障点被K2与K3开关切除，而且隔离开来。同时，主供送电，并且将电送至K2位置的左端；此时备供送电，将电送至K3开关的右端，使主供所（K2）与备供所（K3）之间的铁路车站恢复供电。第四，断线故障处理。电力线路运行过程中，开关K1、K2保持原状，开关K3跳闸、自动闭锁，此时K3开关的左端有电。若送电之前出现断线故障，则主供所送电，开关K1与K2合闸，此时开关K3处于拒合状态，而且自动闭锁，开关K3的左侧有电。
3结论
总而言之，由于铁路10kV电力线路架空线横贯省市比较多，而且沿线地形条件以及气象环境非常的复杂，因此运行环境条件比较恶劣，线路故障问题屡见不鲜。
参考文献：
[1]温曼越.高速铁路10kV电力贯通线故障自动隔离方法研究[D].西南交通大学，2016.
[2]李学山.铁路10kV电力线路故障自动检测及切除方法研究[J].电气开关，2009，05：57-60.
论文作者:李德行
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
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