电气化铁路牵引变电所防雷接地系统及降低接地电阻的方法研究论述

浅析铁路牵引变电所接地电阻不符合规范要求的隐患与防治方法摘要：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。

降低铁路变电所接地电阻方法的探究【摘要】随着科技的发展，高速铁路已经开始进入电气化的时代，铁路的动力基本上以消耗电能为主。

高速铁路的发展，其所承载的客流量和运载量正在不断增加，负荷太重导致列车运行所使用的电能消耗多，从而提供的电流要大。

基本上入地的短路电流远远大于4000安，所以要依靠变电所接地，防止人们被电击或者线路设备出现损害以及产生火灾，保障安全。

本文主要探讨有关铁路变电所接地电阻的相关知识。

【关键词】铁路；变电所接地电阻；降低方法牵引变电所的接地系统是用来保证电气设备运行正常、避免静电和雷电的危害、保障人身安全防止触电的措施。

衡量接地系统是否符合标准就是依靠接地的电阻阻值的大小，电阻值被影响的因素有土壤电阻率、土壤结构和接地网形式等。

短路电流大和高数值的土壤电阻率造成牵引变电所接地非常困难，国内的很多事故就是因为变电站的接地系统没有达到标准产生的。

随着电力系统的发展，短路电流需要的接地电阻的数值越来越小。

一、接地系统受土壤因数的影响土壤电阻率是接地施工的常用的参数，直接影响着接地电阻的大小、接地电流的分布、接触电势等。

土壤的电阻率不是一个恒定值，当土壤结构与土壤类型不同，土壤中的含水量和导电离子的浓度不同，都会影响到土壤电阻率，而且土壤电阻率受温度或者湿度的影响。

例如，未冻的土其电阻率要远远低于冻土；普通土电阻率远远低于砂石土。

接地系统中的接地电阻受土壤电阻率的影响非常显著，进行科学的设计接地系统离不开准确的土壤参数。

设计有关牵引变电所的接地系统时，经常将土壤看成半无限大的均匀介质，并且考虑单层的土壤结构，然后利用简化的公式的进行数据计算。

二、分析接地电阻的标准数值牵引变电所的接地电阻应该符合设备对暂态过电压、跨步电势、电位的要求，电阻值的大小取决于牵引回流、土壤电阻率和入地短路电流的数值。

对地电位要求的接地电阻。

对地电位是电气设备出现接地故障时，设备的接地线和接地体以及设备的外壳等与零电位位置之间相关电位差。

降低铁路变电所接地电阻方法的探究降低铁路变电所接地电阻方法的探究随着国家铁路建设的不断发展和进步，铁路电气化技术得到了长足的进步，铁路变电所的重要性也日益凸显。

铁路变电所接地电阻作为一个常见的问题，能够对铁路变电所的安全稳定运行造成重大影响。

因此，为了保证铁路变电所的正常运作并提高其安全性，降低铁路变电所接地电阻是一个必要而迫切的问题。

首先，让我们了解一下接地电阻的概念。

接地电阻是指在接地电极与地面之间的接触面积和接触质量都良好的情况下，由于地下土壤本身的电性质、电流的通路等因素所引起的接地系统中的电阻。

在铁路变电所中，接地电阻会影响铁路线路的电气安全和运行质量，因此减小接地电阻是十分必要和紧迫的。

那么如何降低铁路变电所的接地电阻呢？接下来，我们将进行探究。

健康的土地是降低接地电阻的基础。

因为铁路变电所在大多数情况下建立在每个站点受到标准化维护的地基上，所以一般情况下土壤的健康状态是接地电阻降低的关键之一。

要想获得健康的土壤，我们就需要充分了解土壤的性质，比如抗电系数、渗透性、含水量等，并在实际工作中根据可行性和需求进行必要的土壤改良。

使用优质接地设备也是降低接地电阻的有效方法之一。

现在市面上有很多铁路变电所用的接地设备，尤其是一些专业厂家的设备，比如低接电阻接地体、深井接地体等，这种设备能够将使用的金属接地体、耳thing和加强件等结构组合到一起，将接地电阻最小化。

选用适当的接地涂层也是降低接地电阻的常见方法。

由于铁路变电所所使用的接地设备很多都是金属或是金属制成的，接地涂层可以使金属表面变得光滑细腻，从而降低接地电阻。

在选择接地涂层时应注意选用不燃材料和不腐蚀涂层，以免对本身的运行产生负面影响。

对于铁路变电所接地电阻进行定期检查也是降低接地电阻的有效方法之一。

由于铁路变电所接地电阻难以通过肉眼观察判断是否存在问题，所以定期检查可以减少接地电阻问题遗漏，也可以及时处理接地问题，避免严重后果发生。

电气化铁路牵引变电所新技术年会论文集 2007105集中接地式牵引变电所防雷措施的探讨孟志强 刘晓路摘 要：针对部分牵引变电所采用集中接地方式，变压器等设备遭受感应雷过电压损坏的实际。

阐述了雷电波在架空回流线上传播的物理过程符合行波理论以及雷电压的量级远远超过27.5kV 设备的冲击绝缘水平。

提出了三级保护和集中接地箱安装适宜位置方案。

关键词：集中接地箱架;空回流线;雷电波;过电压;保护0 引言目前，国内部分牵引变电所采用了集中接地方式，即：架空回流线和所内其它设备的工作接地通过集中接地箱回到变压器的C 端（见图1）。

这种方式使架空回流线与主地网分开，直接回到主变C 端。

而进入变电所的架空回流线有相当长的一部分未和地相连，当架空回流线上有雷电波和其它过电压波侵入时，侵入波过电压将会对变压器二次绕组直接造成伤害或者对电抗器和其它与集中接地箱相连的电气设备损坏，危及正常运行。

1 雷电波侵入架空回流线的物理过程1．1 雷电波在大气中传播的相关参数当雷击到回流线上（变电所的附近）时，雷电 波的传输符合行波理论。

在大气中回流线每米电感值：作者简介：孟志强 郑州铁路局洛阳供电段，高级工程师，河南 洛阳 471000，电话：059-22703 刘晓路 郑州铁路局洛阳供电段，工程师，电话： 059-22703 L K =rhLn 220πµ ）（m H / （1） 0µ为空气的导磁系数为 4π×10－7）（m H /在大气中回流线每米对地的电容值：C K =rh Ln220πε )/(m F （2） 0ε0µ为空气的介电常数为π11108.2−×)/(m F1．2 雷电波侵入汇流线的A 点的电位当任意时刻t，雷电侵入汇流线的A 点时，设波的传播速度为v，电流沿导线分布就会呈现如图2所示的斜角波形。

从A 到B 的电感量L：L= L K ×x= L K vt ， 则A 点的电位： U A =Ldt di = L K vt dtdi （3） 1．3 雷电波的传输速度和雷电压的量级图2中，A 点的电位又与A 处dx 段对地的电图1 架空回流线引入示di 图2 电流斜角波示意图集中接地式牵引变电所防雷措施的探讨 孟志强 刘晓路106容C K dx 上储存电荷存在着必然的联系，所以，假定每单位长度汇流线电荷为q，则A 处dx 段的电荷为qdx，因此，A 点的电位：U A =kC q（4） 在单位时间内通过A 点的电荷即为流过A 点的电流： dtqdxi ==qv （5） 将（5）带入（4）得：U A =k VC i =kVC tdt di=dtdit ×k VC （6） 由式（3）和（6）可知，L Kv=kVC1，所以雷电波传播的速度为：V =kK C L 1=01εµ=3×108m/s，相当于光的速度。

2012年4月内蒙古科技与经济A pril2012　第7期总第257期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.7T o tal N o.257电气化铁路牵引变电所接地电阻分析处理朱永忠(中铁六局集团电务工程有限公司,北京　100070) 摘　要:从降低变电所接触网工频接地电阻的几种有效措施,分析了不同情况下采用的降阻手段。

关键词:牵引变电所;接地电阻;电气化铁路 中图分类号:U224.2+5 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)07—0095—02 牵引变电所的接地系统是电气设备正常运行、保障人身和设备的安全、防止雷电和静电危害的措施。

接地电阻值是衡量接地系统好坏的主要标准之一,接地网形式、土壤结构、土壤电阻率对接地电阻有着显著的影响。

短路电流大、土壤电阻率高是造成牵引变电所接地困难的主要原因,国内曾发生过多起由于接地系统未达到要求所导致的事故。

在电气化铁道牵引变电所施工中,接地网敷设一般属前期隐蔽工程,一次处理不好会造成很大的经济损失和安全隐患。

随着外部电力系统建设的快速发展,短路电流日益增大造成接地电阻要求值越来越小,解决问题的关键是合理确定接地电阻允许值,并在进行接地系统施工前,需对牵引变电所的接地系统进行合理、准确的设计,并切实采取措施,最大限度地减少施工量。

1　土壤参数对接地系统的影响土壤电阻率是接地工程的一个常用参数,直接影响接地装置接地电阻的大小、接地电流的分布、地网地面电位分布、跨步电势和接触电势。

土壤电阻率并不是一个恒定的值,当土壤类型与土壤结构不同,土壤中导电离子的浓度和土壤中的含水量不同,或者温度与湿度发生变化时,土壤的电阻率会发生较大的改变。

土壤类型是可以根据主要矿物成分分类,土壤温度发生变化时,其电阻率也发生变化,冻土的电阻率远远高于未冻土;砂石土的电阻率远远高于普通土。

土壤电阻率对于接地系统的接地电阻有着显著的影响,得到准确的土壤参数是进行接地系统科学设计的基础。

铁路变电所接地电阻降低的研究论述摘要：当前铁路建设工程数量不断增加，铁路变电所接地电阻降低在铁路变电所中是重要的任务之一。

当前，国内外在铁路变电所接地电阻降低方面的研究还很少。

因此，本文主要对铁路变电所接地电阻降低进行分析探讨。

关键词：接地电阻；铁路变电；降低方法安全接地系统的接地电阻起着非常重要的作用，接地电阻的大小是一个重要的技术指标。

近年来，铁路变电站建设项目多次出现的接地电阻不能满足设计要求的问题，需要重复返工造成浪费，影响正常的变电站施工进度。

采取各种辅助接地电阻促使所需的接地网络安全运行，变电站接地问题是一个重要的环节。

一、变电所地面网络电阻偏高1、高土壤电阻率。

尤其是山区，由于土壤电阻率高、严重影响了系统接线电阻。

在土地较为干燥的地区，由于缺乏离子进行导电，因此土壤电阻率也偏高。

2、缺乏明确的勘探和测量。

在进行接地设计时，要根据土壤数据，并翻阅资料得出电阻率。

但土壤电阻率之间的差异与地域情况有关，尤其是南北之间的相同土壤差异很大，会造成很大的错误，不应该再使用。

同时，同一地方土壤的电阻率也不尽相同。

3、所得结果不准确。

设计师通常用四极法测量土壤电阻率。

尽管这种方法迎合了科学调查的要求，更加科学和准确，但四极法属于抽样测量站点，在那个地方经常出现在地质断层、而且电阻率分布不均衡，山坡地形在不同的地点进行测量，不同的方向，沿横向、纵向和不同深度的土壤电阻率。

增加土壤电阻率测量精度最好的方法在初步设计阶段，变电站在地质勘探，增加土壤电阻率测量的内容。

由于地质调查和现场勘查孔的要求通常有几十个，调查数十米的核心，根据测量值的多个核心土是非常准确和可信的。

4、施工质量参差不齐。

铁路变电站接地的不同部分，重要的不仅是精心设计，严格建设更需要重视。

由于复杂的地形，尤其是变电站的岩石，导致地板和垂直接地电极槽开挖是很困难的。

和接地工程属于隐蔽工程，如施工过程不能实现的全过程监督，技术监督的问题可能出现。

浅析牵引变电所接地防雷系统摘要：随着我国经济水平的提升，各行各业都取得了突破性进展，近几年，牵引变电所接地防雷系统也得到了社会各界人士的关注，因为它在一定程度上关系着工作人员的人身财产安全、电气设备的运转以及电气化铁路运行状况，因此，对牵引变电所接地防雷系统的研究具有积极意义。

本文站在牵引变电所接地防雷系统的角度对相关问题展开分析，仅笔者愚见，望广大读者指正。

关键词：防雷措施；接地系统；二次设备引言在牵引变电所的运行过程中，其控制系统具有极其重要的作用，它是确保电力能够稳定供应的前提条件，更是确保整个电力供应系统能够稳定运行的决定性因素，因此，我们必须对其提起高度的重视，进一步促进整个牵引变电所的可靠、安全、稳定地运行。

值得指出的是，在安全控制系统中，接地防雷系统是不容忽视的部分，它的运行状况与工作人员的生命安全以及设备的安全运行具有密不可分的联系，因此，相关工作人员必须要充分重视接地系统的设计工作，以便保证整个变电所的健康发展。

1变电站接地设计的必要性在避雷技术中，接地是最重要的环节，包括感应雷、直击雷或者其他方式的雷在内的任何形式的雷都必须经过接地装置导入大地，所以，如果企业不具备科学、合理的接地装置，就无法实现有效地防雷。

我们站在避雷的角度进行分析，经常提到的接地装置就是指确保大地和接闪器进行良好连接的装置，它的作用是通过泄放电荷的方式，把雷电对接闪器的电荷快速转移到大地，以实现这部分电荷和大地中的异种电荷互相中和的目的。

变电站的接地网上连接着许多电气设施，比如计算机监控系统设备接地、通信设备接地、电缆屏蔽接地、低压用电系统接地、高低压电气设备的接地线以及在变电站维护检修过程中用到的一些临时接地等，基于此，如果接地电阻比较大，一旦发生其他大电流入地或者电力系统故障的现象，很容易形成地电位异常升高的后果；如果接地网的网格设计存在问题，很可能会造成接地系统点位分布不均匀的状况，如果局部电位大于安全值的话，不仅会对工作人员的安全形成较大威胁，还可能对电缆绝缘设备、二次设备造成不同程度的损毁，继而高压就会窜入保护设备、变电控制设备以及控制保护系统，使其发生异常拒动和误动，严重情况下还可能会继续扩大影响范围，势必会带来恶劣的社会影响和巨大的经济损失。

对牵引变电所二次系统防雷措施的研究摘要：强雷电流通过高铁牵引变电所二次系统侵入，造成整所保护失效，进而引起一次设备烧损的次生灾害，在雷电频发区域时有发生且危害极大。

分析牵引变电所二次系统雷电入侵的主要途径，研究防雷方案及改造效果，确保设备安全运行。

关键词：牵引变电所；二次设备；防雷措施0引言我国电气化铁路的运营里程不断增加，同时向高速、重载铁路发展，这对牵引变电所供电可靠性提出更高要求。

目前牵引变电所高压设备的防雷接地设计已比较完善，变电所四周设有独立避雷装置，高压线路均设有相应等级的氧化锌避雷器，以防止雷击危害。

但在二次侧的控制、通信各个环节中，各种设备应用了大量半导体元器件，容易遭受雷电或工频过电压等强电危害。

二次设备烧损的事故仍有发生，影响到牵引变电所的安全运行，因此，有必要对牵引变电所二次系统防雷措施展开研究。

1雷电侵入的方式1.1交直流电源系统引入雷电过电压牵引变电所内外供电线路虽然安装有避雷器，可以对击到线路的雷电进行削峰，使其电压幅值下降，但雷电有时会以幅值较高的尖峰脉冲形式通过所内的变压器到交直流系统。

直击雷落在牵引变电所内导线或架构，导致一次设备如绝缘子炸裂、避雷器爆炸等损坏，也将使地电位抬升。

雷击所外供电线，如果雷电流强度较大，损坏馈线出口避雷器，失去对雷电侵入波的防护。

雷击所外架空回流线，导致雷电流通过回流电缆进入所内集中接地箱或端子箱，引起周围地电位的抬升。

1.2互感器引入雷电过电压牵引变电所内有电压和电流互感器，互感器的一次侧接高压部分，二次侧接所内综合自动化设备，可能将雷电过电压耦合到二次侧，导致保护测控装置损坏。

1.3接地系统引入雷电过电压牵引变电所由于接地网均压效果不好，会使强大的雷电流在通过避雷针、避雷器的引下线流入变电所接地网时局部电位升高，接地网电位分布不均匀，导致设备接地线可能处于高电位，使设备外接电源产生电位差，损坏低压设备。

1.4通信信号电缆引入雷电过电压信号线路包括微波天线、音频线、GPS天线、监控视频线、光纤加强筋或屏蔽层等，这些信号电缆自带金属线可能将雷电压引入综合自动化系统，或通过综合自动化系统传导至各子系统，并直接导致接口损坏。

关于降低变电所接地电阻措施及方法的分析和研究随着电力系统的发展和不断完善，变电所的安全问题日益引起人们的高度关注。

变电所的接地电阻是其安全运行的重要指标之一，但随着环境条件的变化、接地体腐蚀等因素的影响，接地电阻可能会出现升高的情况，导致变电所的安全风险增加。

本文将从降低变电所接地电阻的角度进行分析和研究，探讨各种措施和方法的优缺点。

一、地网设计地网设计是影响变电所接地电阻的一个重要因素，良好的地网设计能够有效降低接地电阻。

地网的形状、深度、布置方式等因素都会影响接地电阻的大小。

1. 地网形状地网形状可以采用网格状、环状、条状等多种形式。

网格状地网具有压降均匀、面积大、接地电阻小等优点，适用于大型变电站。

环状地网能够有效避免地电位梯度过大，降低接地电阻。

条状地网适用于占地面积较小的变电所，虽然接地电阻相对较大，但能满足变电所的安全要求。

2. 地网深度地网深度会直接影响接地电阻的大小，通常地网越深，接地电阻越小。

地网深度的选择需要考虑地质情况、土壤电阻率等因素，不同地区和不同类型的变电所采用的地网深度也不同。

3. 地网布置方式地网的布置方式也会影响接地电阻的大小。

通常地网的布置方式有集中式和分散式两种。

集中式地网指将所有接地体连接成一个整体，可以有效降低接地电阻，但是存在故障后维护困难、单点故障对整个地网影响大等缺点。

分散式地网将接地体分散布置，容易维护和发现故障，但某些情况下接地体之间可能存在电位差，影响接地的效果。

二、接地体选择接地体直接决定着接地电阻的大小，接地体的选择会影响接地电阻的大小和稳定性。

通常接地体可以选择钢制接地体、铜制接地体、镀锌钢管接地体、钻孔接地体等，下面简要分析各种接地体的优缺点。

1. 钢制接地体钢制接地体是常用的接地体之一，其成本较低、易于安装维护，但容易腐蚀导致接地电阻升高，且不易检测维护。

铜制接地体具有良好的导电性和抗腐蚀性能，接地电阻小且稳定性较高，但成本较高。

镀锌钢管接地体材料成本低，安装方便，但易受腐蚀影响，接地效果不太稳定。

关于降低变电所接地电阻措施及方法的分析和研究降低变电所接地电阻是提高变电所接地系统性能的重要措施之一，接地电阻过高可能导致接地电流过大，影响设备的安全运行。

对于变电所接地电阻的降低措施及方法进行分析和研究具有重要意义。

降低变电所接地电阻的主要方法之一是采用低阻接地材料。

常用的低阻接地材料包括铜、铝等。

这些材料的电阻较低，可以有效降低接地电阻。

选择合适的接地极材料和施工工艺也是降低接地电阻的关键。

在土壤中埋设耐腐蚀且导电性能良好的接地极，采用合适的覆土层厚度和压实程度，可以减小接地电阻。

合理布置接地系统也是降低接地电阻的重要方面。

对于大型变电所，采用多点接地的方法可以有效降低接地电阻。

通过将接地极布置在不同位置，使得接地系统中的电流得以分散，降低电阻。

加设导体越战也是一种有效的接地电阻降低方法。

导体越战可以增大接地系统与土壤的接触面积，提高接地电阻性能。

合理设计接地系统的结构也是提高接地电阻的重要手段。

采用合适的接地网结构，可以降低接地电阻。

一般来说，接地网采用星型结构是较为常见的选择。

通过在变电所周围布置多个接地极，并将其通过导体连接起来，形成星型结构，可以降低接地电阻。

合理选择接地导体的截面积和长度也是提高接地系统性能的重要因素。

定期检测和维护接地系统也是保证接地电阻降低的关键。

通过定期进行接地电阻的测试，及时发现接地电阻过高的问题，并采取相应的维护措施，可以保证接地系统的正常运行。

常见的维护措施包括接地导体的钢丝刷清洗、降低接地极与土壤之间的接触电阻等。

降低变电所接地电阻的措施及方法包括采用低阻接地材料，合理布置接地系统，合理设计接地系统结构，以及定期检测和维护接地系统等。

这些措施和方法可以有效降低接地电阻，提高变电所接地系统的性能，保证设备的安全运行。