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【摘 要】 铁路工程在国民经济发挥着重大的作用，铁路运输在当代起着重大的作用，铁路运输极大的方便了我们的生活，无论是货运还是客运，然而对于铁路的供配电接地系统关系着铁路能否正常的运行工作。
【关键词】 铁路;供配电系统;接地;分析与探讨
一、前言
供配电系统是铁路建设工程的重要组成部分，特别是供电系统接地问题更是工程上的一道难题，如何正确的解决这一工程上的问题，关系着铁路运输上的命脉。一个良好的铁路供配电系统可以保障铁路运输的经济效益和运行安全。研究这一方面的难题可以解决工程上的技术问题。
二、铁路供配电系统的基本构成
铁路供电系统一般采用铁路沿线设置10kV电力贯通线和自闭线（在现今高铁领域亦称为“一级贯通和综合贯通”）的供电方式，每个供电区间的线路长度一般条件下为40～60km，分别由两端的配电所供电，一端主供，一端备供。铁路车站和区间沿线采用由贯通线接引的室外杆架式变台或箱式变电站供电，用电负荷点分建筑物内和建筑物外两种情况。普通铁路电力贯通线和自闭线一般采用架空线为主，电缆敷设为辅的方式，而客运专线及更高等级铁路的贯通线基本都是采用全程的单芯电缆敷设方式。运行经验表明，贯通线和自闭线发生单相接地故障是主要的故障形式。
架空线路对地电容很小，由于铁路主要采用10kV电压等级，线路不是很长，发生单相接地故障后流经故障点的单相接地电容电流很小，一般情况下不大于2A，能满足国家规范小于20A的要求，故障后电弧可以自动熄灭，系统不会产生弧光接地过电压，因此电力线路为架空线的铁路10kV配电网一般采用中性点不接地的运行方式，允许单相接地故障时带电运行2小时。近年来随着客运专线等高速铁路的建设，电力电缆在贯通线中的比例在增加，甚至贯通线全线都采用电缆敷设。从提高供电可靠性和安全性、减少维修工作量、节约占地及提高受电容量等因素的考虑，客运专线也要求电力贯通线和站场电力线路采用铜芯电缆线路。电缆线路对地电容比较大，因此发生单相接地故障后流经故障点的单相接地电容电流很大，可以达到架空线路的30倍以上，电弧不能自动熄灭并可能导致相间短路或永久接地故障或全系统的弧光接地过电压，对于贯通线电容电流较大的系统要采取一定的技术防范措施。
三、接地种类及接地形式
接地的种类很多，工作接地和保护接地是其中最主要的两个接地。工作接地指系统内电源端带电导体的接地，可以理解为变压器或发电机中性点的接地，其作用是使系统取得大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平，保证系统的正常运行。保护接地是指电气装置外露导电部分的接地，其作用是防止电气装置由于绝缘损坏而危及人身和设备的安全，对人身具有防止间接触电作用。
四、铁路供配电系统保护接地分析
保护接地是为了防止接触电压和跨步电压的危险，将电气设备正常情况下不带电的金属外壳用导线和接地体可靠连接起来的一种保护接线方式，以防止设备外壳在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。
1、保护接地电阻
保护接地电阻过大，漏电设备外壳对地电压就较高，触电危险性相应增加。保护接地电阻过小，又要增加钢材的消耗和工程费用，因此，其阻值必须全面考虑。
在电源中性点不接地或经阻抗接地的低压系统中，当发生单相接地时，通常不会产生很大的接地电流，接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。单台容量或并联容量不超过100kVA的变压器或发电机，由于内阻抗较大，不会产生较大的接地短路电流，其接地装置的接地电阻可放宽到10Ω。土壤电阻率较高的地区（砂土，多石土壤），保护接地电阻可允许不大于30Ω。电压在1kV以下的中性点直接接地系统中的电气设备，其接地电阻一般也不超过4Ω。
2、保护接地的作用及原理
保护接地的作用：在电气设备或装置发生绝缘击穿故障，其金属外壳（包括机座）对地有一定的电压，当人员接触到这些外壳时，造成人身触电伤害。为防止这种触电事故发生，将这些设备或装置金属外壳接地，保护人身安全。
保护接地的原理：当设备的绝缘击穿时，电流通过接地装置流入大地，接触电压或跨步电压小于外壳对地的全部电压值，限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值，保护装置就能自动切断电源，起到保护作用。
保护接地对人身安全的保护原理：采取保护接地后，单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。一般人体的电阻大于1000Ω，接地体的电阻按规定不能大于4Ω，由于并联成反比分流作用，当人体触及带电外壳时，人体承受的电压（即接触电压，指人的手触及发生接地故障的设备外壳时，人的手和脚之间会形成电位差）最大等于外壳对地电压（人体离接地体20米以外），一般均小于外壳对地电压，所以流经人体的电流就很小，绝大部分电流通过接地体流入大地，这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险，从而可以避免或减轻触电伤害。
当然，在電源中性点直接接地系统中，保护接地存在一定的局限性。当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线、保护接地、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或使自动开关可靠跳闸，漏电设备金属外壳上就会长期带电，这是很危险的。
3、保护接地的应用
保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。对于电源中性点直接接地的低压电网和配电变压器供电的低压用户由于不便于统一严格管理，为避免接地保护与接零保护混用而引起事故，所以应采用接地保护方式。在采用保护接地的系统中，凡是正常情况下不带电、由于绝缘损坏或其它原因可能带电的金属部分，除另有规定外，均应接地。如变压器、电机、照明器具、携带式或移动式用电器具等的外壳和底座，以及电力设备的传动装置、电流互感器和电压互感器的二次绕组（继电保护另有要求者除外）、配电盘与控制台的金属框架、室内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构、靠近带电部分的金属围栏和金属门、交直流电力电缆接头盒、终端盒的金属外壳、电缆的金属外皮、穿线钢管以及铠装控制电缆的外皮，非铠装或非金属护套电缆的1～2根屏蔽芯线等均应接地。 五、铁路供配电系统综合接地原则
在施工过程中，经常遇到施工或相关专业人员对接地重视不够，认为其技术性不强，工艺简单，范围又窄小，以致往往在施工过程中出现不规范作业或疏忽某些要点，也未引起人们的警觉。其实不然，在建筑工程中做好防雷接地，是确保电气设备及人身安全的重要工程项目。尤其火车站防雷接地至关铁路系统顺畅、安全运行和聚集人群的安全问题，防雷接地更加需要重视。但是，在防雷接地中我们还应该遵循综合接地，下面将从综合接地主要设计原则、综合接地总体技术要求两方面进行探讨和阐述。
1、综合接地主要设计原则
（一）综合接地系统以沿线两侧敷设的贯通地线为主干，充分利用沿线桥梁、隧道、路基地段构筑物设施内的接地装置作为接地体，形成低电阻等电位综合接地平台。
（二）距接触网带电体5m范围以内的金属构件和需要接地的设施、设备应接入综合接地系统。
（三）距线路两侧20m范围以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统。
（四）不便与铁路综合接地系统等电位连接的第三方设施必须采取可靠的隔离或绝缘等措施。
（五）在综合接地系统中，建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不应大于1Ω。
2、综合接地总体技术要求
（一）接地端子设置应便于设备、设施就近接入综合接地系统和工程实施。电力、接触网等强电设备、设施接地连接线不得进入通信、信号电缆槽内。
（二）桥梁、隧道、接触网支柱基础等结构物内的接地装置应优先利用结构物中的非预应力结构钢筋作为自然接地体。为防止对预应力钢筋的影响，预应力钢筋不应接入综合接地系统。
（三）接地装置应通过结构物内预埋的接地端子与贯通地线可靠连接。接地端子应直接浇筑在混凝土结构内，表面与结构面齐平。
（四）構筑物内兼有接地功能（含连接）的结构钢筋和专用接地钢筋应满足接触网短路电流要求。当结构钢筋的截面不满足要求时，可将相邻的两根钢筋并接使用（无需改变钢筋的间距）或局部更换满足截面要求的结构钢筋。
六、结束语
总之，随着科学的不断发展，电力技术将成为未来科学技术发展的核心。一个优质铁路供配电接地系统可以极大的保障了国家的正常发展，人民的正常生活。在以上部分笔者针对铁路供配电系统的接地问题展开了深入的探讨研究以及对接地的各方面原则和注意事项均给予了介绍，期待能够为从事铁路电力施工的相关工作人员带来一些参考意见和指导，从而提升我国铁路的供配电系统的稳定性。
参考文献：
[1]祝雪如.武汉新城国际博览中心供配电系统设计及其可靠性分析[A].建筑电气设计与研究，2013
[2]容浩.首都体育馆供配电系统设计及供电可靠性分析[A].[C]. 2013
[3]胡新明.铁路客站建设与城市发展关系的思考[A]. 2012
[4]高振全，布小苗.土木建筑学术文库（第11卷）[C]. 2009
【关键词】 铁路;供配电系统;接地;分析与探讨
一、前言
供配电系统是铁路建设工程的重要组成部分，特别是供电系统接地问题更是工程上的一道难题，如何正确的解决这一工程上的问题，关系着铁路运输上的命脉。一个良好的铁路供配电系统可以保障铁路运输的经济效益和运行安全。研究这一方面的难题可以解决工程上的技术问题。
二、铁路供配电系统的基本构成
铁路供电系统一般采用铁路沿线设置10kV电力贯通线和自闭线（在现今高铁领域亦称为“一级贯通和综合贯通”）的供电方式，每个供电区间的线路长度一般条件下为40～60km，分别由两端的配电所供电，一端主供，一端备供。铁路车站和区间沿线采用由贯通线接引的室外杆架式变台或箱式变电站供电，用电负荷点分建筑物内和建筑物外两种情况。普通铁路电力贯通线和自闭线一般采用架空线为主，电缆敷设为辅的方式，而客运专线及更高等级铁路的贯通线基本都是采用全程的单芯电缆敷设方式。运行经验表明，贯通线和自闭线发生单相接地故障是主要的故障形式。
架空线路对地电容很小，由于铁路主要采用10kV电压等级，线路不是很长，发生单相接地故障后流经故障点的单相接地电容电流很小，一般情况下不大于2A，能满足国家规范小于20A的要求，故障后电弧可以自动熄灭，系统不会产生弧光接地过电压，因此电力线路为架空线的铁路10kV配电网一般采用中性点不接地的运行方式，允许单相接地故障时带电运行2小时。近年来随着客运专线等高速铁路的建设，电力电缆在贯通线中的比例在增加，甚至贯通线全线都采用电缆敷设。从提高供电可靠性和安全性、减少维修工作量、节约占地及提高受电容量等因素的考虑，客运专线也要求电力贯通线和站场电力线路采用铜芯电缆线路。电缆线路对地电容比较大，因此发生单相接地故障后流经故障点的单相接地电容电流很大，可以达到架空线路的30倍以上，电弧不能自动熄灭并可能导致相间短路或永久接地故障或全系统的弧光接地过电压，对于贯通线电容电流较大的系统要采取一定的技术防范措施。
三、接地种类及接地形式
接地的种类很多，工作接地和保护接地是其中最主要的两个接地。工作接地指系统内电源端带电导体的接地，可以理解为变压器或发电机中性点的接地，其作用是使系统取得大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平，保证系统的正常运行。保护接地是指电气装置外露导电部分的接地，其作用是防止电气装置由于绝缘损坏而危及人身和设备的安全，对人身具有防止间接触电作用。
四、铁路供配电系统保护接地分析
保护接地是为了防止接触电压和跨步电压的危险，将电气设备正常情况下不带电的金属外壳用导线和接地体可靠连接起来的一种保护接线方式，以防止设备外壳在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。
1、保护接地电阻
保护接地电阻过大，漏电设备外壳对地电压就较高，触电危险性相应增加。保护接地电阻过小，又要增加钢材的消耗和工程费用，因此，其阻值必须全面考虑。
在电源中性点不接地或经阻抗接地的低压系统中，当发生单相接地时，通常不会产生很大的接地电流，接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。单台容量或并联容量不超过100kVA的变压器或发电机，由于内阻抗较大，不会产生较大的接地短路电流，其接地装置的接地电阻可放宽到10Ω。土壤电阻率较高的地区（砂土，多石土壤），保护接地电阻可允许不大于30Ω。电压在1kV以下的中性点直接接地系统中的电气设备，其接地电阻一般也不超过4Ω。
2、保护接地的作用及原理
保护接地的作用：在电气设备或装置发生绝缘击穿故障，其金属外壳（包括机座）对地有一定的电压，当人员接触到这些外壳时，造成人身触电伤害。为防止这种触电事故发生，将这些设备或装置金属外壳接地，保护人身安全。
保护接地的原理：当设备的绝缘击穿时，电流通过接地装置流入大地，接触电压或跨步电压小于外壳对地的全部电压值，限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值，保护装置就能自动切断电源，起到保护作用。
保护接地对人身安全的保护原理：采取保护接地后，单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过。一般人体的电阻大于1000Ω，接地体的电阻按规定不能大于4Ω，由于并联成反比分流作用，当人体触及带电外壳时，人体承受的电压（即接触电压，指人的手触及发生接地故障的设备外壳时，人的手和脚之间会形成电位差）最大等于外壳对地电压（人体离接地体20米以外），一般均小于外壳对地电压，所以流经人体的电流就很小，绝大部分电流通过接地体流入大地，这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险，从而可以避免或减轻触电伤害。
当然，在電源中性点直接接地系统中，保护接地存在一定的局限性。当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线、保护接地、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使熔丝可靠熔断或使自动开关可靠跳闸，漏电设备金属外壳上就会长期带电，这是很危险的。
3、保护接地的应用
保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。对于电源中性点直接接地的低压电网和配电变压器供电的低压用户由于不便于统一严格管理，为避免接地保护与接零保护混用而引起事故，所以应采用接地保护方式。在采用保护接地的系统中，凡是正常情况下不带电、由于绝缘损坏或其它原因可能带电的金属部分，除另有规定外，均应接地。如变压器、电机、照明器具、携带式或移动式用电器具等的外壳和底座，以及电力设备的传动装置、电流互感器和电压互感器的二次绕组（继电保护另有要求者除外）、配电盘与控制台的金属框架、室内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构、靠近带电部分的金属围栏和金属门、交直流电力电缆接头盒、终端盒的金属外壳、电缆的金属外皮、穿线钢管以及铠装控制电缆的外皮，非铠装或非金属护套电缆的1～2根屏蔽芯线等均应接地。 五、铁路供配电系统综合接地原则
在施工过程中，经常遇到施工或相关专业人员对接地重视不够，认为其技术性不强，工艺简单，范围又窄小，以致往往在施工过程中出现不规范作业或疏忽某些要点，也未引起人们的警觉。其实不然，在建筑工程中做好防雷接地，是确保电气设备及人身安全的重要工程项目。尤其火车站防雷接地至关铁路系统顺畅、安全运行和聚集人群的安全问题，防雷接地更加需要重视。但是，在防雷接地中我们还应该遵循综合接地，下面将从综合接地主要设计原则、综合接地总体技术要求两方面进行探讨和阐述。
1、综合接地主要设计原则
（一）综合接地系统以沿线两侧敷设的贯通地线为主干，充分利用沿线桥梁、隧道、路基地段构筑物设施内的接地装置作为接地体，形成低电阻等电位综合接地平台。
（二）距接触网带电体5m范围以内的金属构件和需要接地的设施、设备应接入综合接地系统。
（三）距线路两侧20m范围以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统。
（四）不便与铁路综合接地系统等电位连接的第三方设施必须采取可靠的隔离或绝缘等措施。
（五）在综合接地系统中，建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不应大于1Ω。
2、综合接地总体技术要求
（一）接地端子设置应便于设备、设施就近接入综合接地系统和工程实施。电力、接触网等强电设备、设施接地连接线不得进入通信、信号电缆槽内。
（二）桥梁、隧道、接触网支柱基础等结构物内的接地装置应优先利用结构物中的非预应力结构钢筋作为自然接地体。为防止对预应力钢筋的影响，预应力钢筋不应接入综合接地系统。
（三）接地装置应通过结构物内预埋的接地端子与贯通地线可靠连接。接地端子应直接浇筑在混凝土结构内，表面与结构面齐平。
（四）構筑物内兼有接地功能（含连接）的结构钢筋和专用接地钢筋应满足接触网短路电流要求。当结构钢筋的截面不满足要求时，可将相邻的两根钢筋并接使用（无需改变钢筋的间距）或局部更换满足截面要求的结构钢筋。
六、结束语
总之，随着科学的不断发展，电力技术将成为未来科学技术发展的核心。一个优质铁路供配电接地系统可以极大的保障了国家的正常发展，人民的正常生活。在以上部分笔者针对铁路供配电系统的接地问题展开了深入的探讨研究以及对接地的各方面原则和注意事项均给予了介绍，期待能够为从事铁路电力施工的相关工作人员带来一些参考意见和指导，从而提升我国铁路的供配电系统的稳定性。
参考文献：
[1]祝雪如.武汉新城国际博览中心供配电系统设计及其可靠性分析[A].建筑电气设计与研究，2013
[2]容浩.首都体育馆供配电系统设计及供电可靠性分析[A].[C]. 2013
[3]胡新明.铁路客站建设与城市发展关系的思考[A]. 2012
[4]高振全，布小苗.土木建筑学术文库（第11卷）[C]. 2009