牽引變電所饋出開關(guān)跳閘后的故障判斷和查找

靖廣標(biāo) 上海鐵路局調(diào)度所

隨著全路列車運(yùn)行速度的提高，特別是動車組列車的大量開行，牽引供電的重要性日益顯現(xiàn)。牽引變電所饋線開關(guān)一旦發(fā)生跳閘，無法供電時，將迫使運(yùn)輸能力下降，甚至中斷行車。所以，供電調(diào)度員在牽引變電所饋線開關(guān)跳閘時，能夠?qū)μl的原因進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的分析和判斷，并迅速組織人員查找到故障點(diǎn)、及時排除故障尤為重要。

1 故障的判斷方法

我局管內(nèi)牽引供電系統(tǒng)采用的是集中遠(yuǎn)動控制模式。跳閘發(fā)生后，供電調(diào)度員要根據(jù)遠(yuǎn)動系統(tǒng)調(diào)度端上傳的跳閘報文信息以及其他反饋信息，進(jìn)行綜合分析判斷，判明故障性質(zhì)和類型。

1.1 根據(jù)開關(guān)跳閘后，重合閘動作的情況，判斷故障類型

接觸網(wǎng)的饋線開關(guān)都設(shè)有自動重合閘功能，調(diào)度員可以根據(jù)開關(guān)的重合閘動作成功與否來判定故障類型。

(1)重合閘不成功。變電所斷路器跳閘，重合閘和強(qiáng)送均不成功，此類一般判斷為永久性故障。

(2)重合閘成功后又跳閘。變電所斷路器跳閘重合成功，過一段時間又跳閘，此類一般判斷為斷續(xù)性故障。

(3)重合閘成功。變電所跳閘后重合成功，此類一般判斷為瞬時故障。

1.2 依據(jù)故障信息內(nèi)電量及非電量的值，判斷故障類型

鑒于電氣化鐵道接觸網(wǎng)的運(yùn)行特性，根據(jù)系統(tǒng)上傳的故障報文中的電壓值、電流值、阻抗角以及故障錄波的波形圖等可以判斷出故障類型。

(1)電壓低（17 000 V 以下）、電流較大（1 000 A 以上）、阻抗角在70°左右，可以判斷為金屬性接地故障。圖1 為洪塘鄉(xiāng)牽引所在2011 年3 月20 日因慈城站東端岔區(qū)下行線67#～69#支柱間承力索斷線引起的跳閘報文。

圖1 洪塘鄉(xiāng)所接地故障報文截圖

(2)電壓較高（20 000 V 以上）、電流較小（1 000 A 左右）、阻抗角在40°以下，可以判斷為過負(fù)荷。圖2 為洪塘鄉(xiāng)牽引所在2011 年4 月30 日因供電臂內(nèi)電力機(jī)車和動車組過多引起的跳閘報文。

(3)電壓較高（20 000 V 以上）、電流較大（2 000 A 左右）、機(jī)車后方的饋線的阻抗角大于90°、機(jī)車前方饋線的阻抗角小于40°，可以判斷為機(jī)車帶電過分相。

(4)跳閘報告中諧波含量較大且出現(xiàn)二次諧波，可判定為機(jī)車內(nèi)部故障。

圖2 洪塘鄉(xiāng)所過負(fù)荷故障報文截圖

1.3 依據(jù)供電臂開關(guān)跳閘的不同現(xiàn)象，判斷故障類型

由于牽引供電接觸網(wǎng)的特殊性，而且電力機(jī)車是通過受電弓從接觸網(wǎng)上高速滑動取流，根據(jù)供電臂開關(guān)跳閘的不同現(xiàn)象也可以判明故障類型。

(1)同所同一方向供電臂上、下行同時跳閘，且兩個饋線故障報告、故標(biāo)值基本一致，可判斷為上跨電力線或其它高空金屬物同時墜落在上下接觸網(wǎng)上并接地。

(2)兩相鄰所相鄰供電臂同時跳閘，可判斷為機(jī)車帶電過分相，或分相處隔離開關(guān)閉合、重聯(lián)機(jī)車升雙弓等。

(3)同一變電所兩個方向供電臂同時跳閘。可判定為機(jī)車帶電過分相，或供電線高空金屬物同時墜落、分相處隔離開關(guān)閉合、重聯(lián)機(jī)車升雙弓等。

(4)接連跳閘，且故標(biāo)指示沿某電力機(jī)車運(yùn)行方向變化，可判定為機(jī)車故障。如2007 年9 月24 日23：08，連城變電所211DL 阻抗一段跳閘，故標(biāo)3.96 km，重合成功，23：10，此所211DL 又跳閘，故標(biāo)9.18 km，重合不成功。后檢查發(fā)現(xiàn)，跳閘原因是一機(jī)車內(nèi)絕緣子閃絡(luò)放電并造成擊穿。

2 故障的查找方法

牽引供電接觸網(wǎng)故障的查找，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)時運(yùn)輸具體情況，隨機(jī)應(yīng)變，靈活地采取相應(yīng)辦法。

2.1 巡視所內(nèi)設(shè)備，查找所內(nèi)故障點(diǎn)

一旦跳閘，供電調(diào)度員要安排牽引變電所值班人員在第一時間內(nèi)巡視相關(guān)室內(nèi)外設(shè)備，判定是否由于變電所設(shè)備故障引發(fā)的跳閘，防止故障查找方向的錯誤。

如2008 年1 月19 日，丹陽牽引所213DL、214DL 開關(guān)阻抗一段保護(hù)動作，重合失敗，所內(nèi)值班員巡視發(fā)現(xiàn)，呂城方向上、下行供電線電纜頭擊穿燒壞。供電調(diào)度迅速組織越區(qū)供電，恢復(fù)了丹陽－呂城上下行供電。

2.2 重點(diǎn)參考故障標(biāo)定裝置顯示的故標(biāo)數(shù)據(jù)查找

供電調(diào)度根據(jù)上傳的故標(biāo)值，通知相關(guān)接觸網(wǎng)工區(qū)對故障探測裝置指示地段的電力機(jī)車、接觸網(wǎng)設(shè)備重點(diǎn)查找。隨著技術(shù)的進(jìn)步，故障探測裝置的準(zhǔn)確率越來越高，按指示地段兩端擴(kuò)大重點(diǎn)查找，成為找到跳閘原因最有效的方法之一。

如2010 年5 月5 日，六擺渡牽引變電所211DL 阻抗I 段跳閘，重合成功，故障測距2.63 km；213DL 阻抗I 段跳閘，重合失敗，故障測距3.9 km。供電調(diào)度通知網(wǎng)工區(qū)重點(diǎn)巡視近所端，巡視發(fā)現(xiàn)六擺渡-鎮(zhèn)江區(qū)間下行線分相處承力索斷線。

2.3 加強(qiáng)與行車調(diào)度員的聯(lián)系，根據(jù)其他部門的信息反饋快速查找

2.3.1 根據(jù)機(jī)車司機(jī)反映的情況

從司機(jī)手中取得第一手資料，對查找跳閘原因幫助很大。主要是網(wǎng)上異物、斷線、刮弓、接觸網(wǎng)放電、機(jī)車絕緣子閃烙或擊穿、機(jī)車內(nèi)部故障等故障。

2.3.2 根據(jù)車站人員反映情況

車站人員在查找跳閘原因過程中有時起著重要的作用。設(shè)備放電、網(wǎng)上異物以及路外人員反饋的信息一般也會反饋到車站。如2010 年2 月5 日，滬昆線春申?duì)恳?16DL、217DL 斷路器距離一段跳閘，重合失敗，試送216DL 失敗、217DL 成功。七寶站值班員反映七寶站北頭上跨橋處，接觸網(wǎng)上有異物。網(wǎng)工區(qū)到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)，由于上跨橋施工時鋪路機(jī)械電纜掉落，造成承力索斷線。

2.3.3 工務(wù)、電務(wù)等單位人員反映情況

工務(wù)、電務(wù)等單位人員主要是巡視發(fā)現(xiàn)部件脫落、斷線以及施工撥道量過大造成接觸網(wǎng)拉出值（或之字值）過大而發(fā)生弓網(wǎng)故障等。

2.4 根據(jù)氣象狀況進(jìn)行故障查找

供電調(diào)度員在接觸網(wǎng)跳閘后，要詢問跳閘的牽引所所在地區(qū)或管轄網(wǎng)工區(qū)所在地天氣情況，根據(jù)天氣狀況，巡視重點(diǎn)部位，快速找到故障點(diǎn)。

2.4.1 雷雨、大風(fēng)天氣

主要考慮避雷器是否爆炸、絕緣子擊穿及雷電引起變電所跳閘、電纜頭損壞、樹木倒在接觸網(wǎng)上、網(wǎng)上有異物等。如2010 年7 月9 日，溫州南牽引所211DL、212DL 跳閘，212DL 重合成功，211DL 重合失敗，試送也失敗。搶修人員巡視發(fā)現(xiàn)，211 饋線的供電線27# 支柱懸式絕緣子串被雷擊碎，導(dǎo)致供電線下垂與橫擔(dān)接觸。

2.4.2 大霧天氣

主要考慮絕緣閃絡(luò)、擊穿，與帶接地刀閘隔離開關(guān)連接的分段絕緣器燒傷；"V"型天窗作業(yè)時渡線分段擊穿；電力機(jī)車受電弓支持絕緣子擊穿引起斷線；接觸網(wǎng)帶電設(shè)備對跨線橋、管底面放電等。

2.4.3 大雪、凍雨天氣

除考慮絕緣閃絡(luò)、擊穿以外，重點(diǎn)考慮上跨橋、管、隧道上雪融化后結(jié)冰對橋底設(shè)備放電，跨越電力線斷線，凍雨發(fā)生時接觸網(wǎng)敷冰，弓網(wǎng)拉弧引起跳閘、弓網(wǎng)放電等。

2.4.4 晴朗天氣

主要考慮薄弱設(shè)備（線岔、關(guān)節(jié)、分段、器械式分相）引發(fā)的弓網(wǎng)故障、入地電纜故障，外單位施工地點(diǎn)部件脫落引發(fā)故障等。

2.5 對不易發(fā)現(xiàn)的隱性故障，采用分段排查

在巡視無法發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)時，可以采用拉開絕緣錨段關(guān)節(jié)的隔離開關(guān)分段試送電的方法隔離故障區(qū)段，縮小檢查范圍。在拉隔離開關(guān)強(qiáng)送電過程中，巡視人員在強(qiáng)送電區(qū)段注意接觸網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)，關(guān)注有關(guān)異常聲、光、電等信息，確定故障點(diǎn)并及時反饋。

對于高速鐵路接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)的隔離開關(guān)具備遠(yuǎn)動操作條件的，當(dāng)軌道車巡視受限，應(yīng)用此法可以快速隔離故障區(qū)段。

如2011 年1 月31 日，滬寧城際無錫東牽引所213DL 和214DL 同時阻抗一段跳閘，213DL 重合成功，214DL 重合失敗且試送也未成功。由于此時該段有大量高速動車運(yùn)行，供電調(diào)度采用分?jǐn)嘣囁偷姆椒ǎ瑢⒐收蠀^(qū)段（10 km 左右）隔離，恢復(fù)其他區(qū)段供電，并建議行車臺組織動車組惰性通過故障區(qū)段，然后利用行車間隙找到了故障點(diǎn)并處理。

3 結(jié)束語

總之，我們牽引供電系統(tǒng)的調(diào)度人員必須對供電開關(guān)跳閘高度重視，根據(jù)各方信息認(rèn)真分析跳閘原因，組織搶修人員查找引起跳閘的故障點(diǎn)，吸取以往故障處理工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總是能找到跳閘原因。故障查找到以后，故障處理及事故搶修，要遵循"先通后復(fù)"的原則，以最快的速度設(shè)法先行送電，然后通知有關(guān)部門制定預(yù)案，要點(diǎn)再恢復(fù)設(shè)備正常的技術(shù)狀態(tài)。