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[摘 要]10kv电力系统被广泛使用于铁路行车信号、无线列调、车站站场及隧道照明、通信设备、调度管理系统等多种用途。电力变压器在铁路供电系统中使用数量较多，一旦变压器发生故障，不仅停电影响范围大、时间长，而且会严重干扰铁路运输的正常秩序。准确分析电力系统的故障区域，及时解决问题是保证10kv电力系统正常运行的重要手段，如何去对铁路自闭贯通线路进行快速的故障判断，是当前我们面临的问题，本文将简述铁路自闭贯通线路的特点，对铁路自闭贯通线路的常见故障以及故障原因进行分析，提出相应的防范措施。
[关键词]电力系统 变压器 故障区域 常见故障 原因分析
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0132-01
一、10KV自闭贯通线路的现状及特点
铁路10kv自闭贯通电网具有以下特点：（1）供电线路较长，供电臂一般是四十到六十千米，无形之中为故障的定位增加了困难。（2）供电点少，供电负荷小。铁路10kv自闭贯通电网仅供铁路使用，也就是只有停靠的站点才有接入点，因而电网的相较于生活用电的电力系统线路，鐵路10kv自闭贯通电网接入的用户较少，供电线路的负荷很小。（3）运行环境较为复杂，维护上有难度。（4）具有高度的可靠性。由于铁路自闭贯通电网中使用的供电设备较少，更多的是输电设备，其组成结构简单，因而具有更高的可靠性。（5）接线形式简单。铁路10kv自闭贯通电网是一个单独为铁路服务的内部电网，各电力系统所沿线基本均匀分布且互相连接，构成手拉手供电方式。连接线有两种：一是自闭线，为主运行方式;二是贯通线，为备用方式。
二、10kv自闭贯通线路的线路故障分析
2.1 自闭贯通电网相间短路故障分析
由相间短路而引起的自闭贯通电网的故障类型主要有三种：三相接地短路、三相相间短路、两相接地短路、两相相间短路。
两相相间短路时电路主要呈现以下特点：（1）故障相间电压降低，故障相有短路电流，整个系统无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源测各分段都能够监测到短路电流，二，远离电源侧则无法检测到电流。
两相接地时，无论故障出现在相同区间还是不同区间，电路均呈现以下特点：（1）故障区段靠近电源侧的线路都能够监测到相同的短路电流，故障区远离电源侧的线路无短路电流（2）整个输电线路中有零序电压和零序电流。
三相短路时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，且可以监测到短路电流，整个系统中无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源侧的线路能够检测到相同的短路电流，远离电源侧的线路则检测不到短路电流。？ 三相接地时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，故障相可以监测到短路电流，但是整个系统中无零序电流和零序电压（2）故障区靠近电源侧的区域能够监测到短路电流，远离电源侧的区域则监测不到短路电流。
2.2 自闭贯通线路单相接地故障分析
金属性接地时整个线路呈现以下的特点：（1）非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流;故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。（2）非故障线路的零序电流超前零序电压90°;故障线路的零序电流滞后零序电压90°;故障线路的零序电流与非故障的零序电流相位差为180°。（3）接地故障处的电流大小等于所有线路（包括故障线路和非故障线路）的接地电容电流的总和，并且超前零序电压90°。
非金属性接地时整个电路呈现以下特点：（1）当10KV自闭贯通线路发生单相接地时，非故障相始端的零序电流超前零序电压90°;故障相始端的零序电流滞后零序电压90°;而接地电阻不影响零序电流与零序电压之间的相位差，只影响幅值与初相角。（2）10KV自闭贯通线路发生单相单点接地时，故障区段前端的各分段处零序电流滞后零序电压90°;故障区段后端的零序电流超前零序电压90°。
2.3 变压器故障分析
（1）变压器油温不断升高
一般来说变压器的温度应该维持在稳定值，但是有时候变压器的油温会不断升高，这就说明变压器内部出现了问题。一般来说变压器的油温升高都是由于穿芯螺丝的绝缘被破坏，而铁路供电线路中的电流本来就较大，较大的电流通过穿芯螺丝时，使得螺丝严重发热，影响变压器的正常工作。
（2）变压器绝缘油变质
一般来说变压器的内部与外部隔离，因而变压器内部的绝缘油不会轻易变质，但是各种严峻的气候很可能让变压器绝缘油与空气接触，由于变压器的温度较高，使得绝缘油与空气的反应更加剧烈，生成的各种杂质能够腐蚀变压器内部的金属材料以及绝缘材料，使得大电流经过变压器时变压器的发热现象更加严重，绝缘油与空气的反应也就越快，由此形成了一个恶性循环。
（3）绝缘套磁管闪络或者爆炸
由于密封橡胶圈本身质量的原因，或者是恶劣天气的影响，水分进入变压器内，使得绝缘受潮，引起击穿放电，这样就会导致套管爆炸事故，而套管碎片或者是套管本身存在裂纹都会导致闪络现象。
三、铁路电力系统线路故障预防措施
3.1 变压器的安装以及运行
变压器安装的时候应该对安装的环境进行选择，保持变压器在良好的环境下运行。对于配套的防雷击设施和防盗设施要齐全，避免雷击事故以及人为损坏导致铁路输电线路的故障。再者在变压器运行的时候首先要保证变压器所承载的负荷在变压器设计的允许范围之内，这样才能尽可能延长变压器的使用寿命。
3.2 变压器的维护保养
想要保证变压器的正常运行，应该保证瓷套管和绝缘子的完整和清洁，保证各个接头的稳固，定期对变压器的绝缘油、避雷设施、导电电阻进行检查，保证绝缘油的绝缘效果、避雷设施的有效性、接地线的导电性能。在油冷却系统中。检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制变压器油自由流动的机械损伤。
3.3 常规线路的监测
铁路10kv电力系统线路虽然拥有众多的保护措施，但是均需要耗费大量的人力物力来维持，铁路越长需要耗费用来管理的人力物力就越多，这是不划算的。在输电线路中设置多个探头来检测整个线路的进行也并非是不可能做到的。通过探头进行整个铁路线路的监测，不仅能够提高对于铁路电力系统线路故障发生的效率，节约解决故障的时间，更重要的是能够节约人力和物力。当然，利用探头来实现远距离的实时监控，能够帮助管理人员及时了解整个电力系统线路的运行情况，如果有人蓄意破坏铁路电力系统线路，可以迅速进行修复，避免了重大安全事故和经济损失的发生，使得供电线路的稳定性更强，能够更好地为人民服务。
参考文献
[1]李群湛，贺建闽.牵引供电系统分析[M].西南交通大学出版社，2010.
[2]贺威俊，简克良.电气化铁道供变电工程[M].北京：中国铁道出版社，1981.
[3]贺威俊，高仕斌等.电气化铁路供变电技术[M].成都：西南交通大学出版社，1998.10.
[4]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社，2010.3.
[5]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].西南交通大学出版社，2003.
[关键词]电力系统 变压器 故障区域 常见故障 原因分析
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0132-01
一、10KV自闭贯通线路的现状及特点
铁路10kv自闭贯通电网具有以下特点：（1）供电线路较长，供电臂一般是四十到六十千米，无形之中为故障的定位增加了困难。（2）供电点少，供电负荷小。铁路10kv自闭贯通电网仅供铁路使用，也就是只有停靠的站点才有接入点，因而电网的相较于生活用电的电力系统线路，鐵路10kv自闭贯通电网接入的用户较少，供电线路的负荷很小。（3）运行环境较为复杂，维护上有难度。（4）具有高度的可靠性。由于铁路自闭贯通电网中使用的供电设备较少，更多的是输电设备，其组成结构简单，因而具有更高的可靠性。（5）接线形式简单。铁路10kv自闭贯通电网是一个单独为铁路服务的内部电网，各电力系统所沿线基本均匀分布且互相连接，构成手拉手供电方式。连接线有两种：一是自闭线，为主运行方式;二是贯通线，为备用方式。
二、10kv自闭贯通线路的线路故障分析
2.1 自闭贯通电网相间短路故障分析
由相间短路而引起的自闭贯通电网的故障类型主要有三种：三相接地短路、三相相间短路、两相接地短路、两相相间短路。
两相相间短路时电路主要呈现以下特点：（1）故障相间电压降低，故障相有短路电流，整个系统无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源测各分段都能够监测到短路电流，二，远离电源侧则无法检测到电流。
两相接地时，无论故障出现在相同区间还是不同区间，电路均呈现以下特点：（1）故障区段靠近电源侧的线路都能够监测到相同的短路电流，故障区远离电源侧的线路无短路电流（2）整个输电线路中有零序电压和零序电流。
三相短路时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，且可以监测到短路电流，整个系统中无零序电流和零序电压。（2）故障区靠近电源侧的线路能够检测到相同的短路电流，远离电源侧的线路则检测不到短路电流。？ 三相接地时电路呈现以下特点：（1）故障相电压降低，故障相可以监测到短路电流，但是整个系统中无零序电流和零序电压（2）故障区靠近电源侧的区域能够监测到短路电流，远离电源侧的区域则监测不到短路电流。
2.2 自闭贯通线路单相接地故障分析
金属性接地时整个线路呈现以下的特点：（1）非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流;故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。（2）非故障线路的零序电流超前零序电压90°;故障线路的零序电流滞后零序电压90°;故障线路的零序电流与非故障的零序电流相位差为180°。（3）接地故障处的电流大小等于所有线路（包括故障线路和非故障线路）的接地电容电流的总和，并且超前零序电压90°。
非金属性接地时整个电路呈现以下特点：（1）当10KV自闭贯通线路发生单相接地时，非故障相始端的零序电流超前零序电压90°;故障相始端的零序电流滞后零序电压90°;而接地电阻不影响零序电流与零序电压之间的相位差，只影响幅值与初相角。（2）10KV自闭贯通线路发生单相单点接地时，故障区段前端的各分段处零序电流滞后零序电压90°;故障区段后端的零序电流超前零序电压90°。
2.3 变压器故障分析
（1）变压器油温不断升高
一般来说变压器的温度应该维持在稳定值，但是有时候变压器的油温会不断升高，这就说明变压器内部出现了问题。一般来说变压器的油温升高都是由于穿芯螺丝的绝缘被破坏，而铁路供电线路中的电流本来就较大，较大的电流通过穿芯螺丝时，使得螺丝严重发热，影响变压器的正常工作。
（2）变压器绝缘油变质
一般来说变压器的内部与外部隔离，因而变压器内部的绝缘油不会轻易变质，但是各种严峻的气候很可能让变压器绝缘油与空气接触，由于变压器的温度较高，使得绝缘油与空气的反应更加剧烈，生成的各种杂质能够腐蚀变压器内部的金属材料以及绝缘材料，使得大电流经过变压器时变压器的发热现象更加严重，绝缘油与空气的反应也就越快，由此形成了一个恶性循环。
（3）绝缘套磁管闪络或者爆炸
由于密封橡胶圈本身质量的原因，或者是恶劣天气的影响，水分进入变压器内，使得绝缘受潮，引起击穿放电，这样就会导致套管爆炸事故，而套管碎片或者是套管本身存在裂纹都会导致闪络现象。
三、铁路电力系统线路故障预防措施
3.1 变压器的安装以及运行
变压器安装的时候应该对安装的环境进行选择，保持变压器在良好的环境下运行。对于配套的防雷击设施和防盗设施要齐全，避免雷击事故以及人为损坏导致铁路输电线路的故障。再者在变压器运行的时候首先要保证变压器所承载的负荷在变压器设计的允许范围之内，这样才能尽可能延长变压器的使用寿命。
3.2 变压器的维护保养
想要保证变压器的正常运行，应该保证瓷套管和绝缘子的完整和清洁，保证各个接头的稳固，定期对变压器的绝缘油、避雷设施、导电电阻进行检查，保证绝缘油的绝缘效果、避雷设施的有效性、接地线的导电性能。在油冷却系统中。检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制变压器油自由流动的机械损伤。
3.3 常规线路的监测
铁路10kv电力系统线路虽然拥有众多的保护措施，但是均需要耗费大量的人力物力来维持，铁路越长需要耗费用来管理的人力物力就越多，这是不划算的。在输电线路中设置多个探头来检测整个线路的进行也并非是不可能做到的。通过探头进行整个铁路线路的监测，不仅能够提高对于铁路电力系统线路故障发生的效率，节约解决故障的时间，更重要的是能够节约人力和物力。当然，利用探头来实现远距离的实时监控，能够帮助管理人员及时了解整个电力系统线路的运行情况，如果有人蓄意破坏铁路电力系统线路，可以迅速进行修复，避免了重大安全事故和经济损失的发生，使得供电线路的稳定性更强，能够更好地为人民服务。
参考文献
[1]李群湛，贺建闽.牵引供电系统分析[M].西南交通大学出版社，2010.
[2]贺威俊，简克良.电气化铁道供变电工程[M].北京：中国铁道出版社，1981.
[3]贺威俊，高仕斌等.电气化铁路供变电技术[M].成都：西南交通大学出版社，1998.10.
[4]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社，2010.3.
[5]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].西南交通大学出版社，2003.