高壓線路故障判斷裝置在牽引供電中的應用體會

摘 要：電氣化鐵路主要以其所具有的良好的綜合經濟指標，因此在現代鐵路當中的應用變得越來越廣泛。而在牽引供電的系統當中，接觸網的饋線短路則是一種最為常見的短路故障了。各大鐵路的運行統計表明，這種接觸網的饋線短路所受到線路的地理條件、線路運行條件和設備的維護檢修質量等的影響較大，同時還要考慮到自然災害和氣候條件等諸多外部因素的影響，造成故障跳閘的發生。

關鍵詞：故障判斷裝置；牽引變電所；饋線斷路器；

中圖分類號：U255 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-02

一、引言

電氣化鐵道的牽引供電所具有的接觸網線路有時候就會發生一些永久性的或者是臨時性的短路故障，而當這種短路故障發生的時候，需要我們的供電設備必須能夠自動的重合閘，如果重合閘不能夠成功，往往就需要我們繼續多次的進行強送電。而這樣的話，當高壓的接觸網線路發生了一次較為嚴重的永久性的短路故障的時侯，其所具有的高壓供電設備往往就會經受很多次的短路電流以及過電壓的沖擊，這樣就會嚴重地損壞到這些高壓設備，對其機械和電氣性能會造成影響，同時也會降低其絕緣水平，最終導致的結果就是大大的縮短這些高壓設備的實際檢修周期以及它們的使用壽命。

因此我們就可以通過加裝一些高壓線路的故障判斷的裝置來對這些故障的接觸網線路進行一個高電壓的、小電流的試送電過程，同時也可以對接觸網的電壓進行必要的檢測。通過這樣的故障電壓的高低準確的判斷，就可以對接觸網的故障線路的主要故障性質進行判定，進而就可以對接觸網的線路進行繼電保護。

二、接觸網的短路對整個牽引供電設備的主要危害和預防措施

由于接觸網的短路，對很多牽引變電所的主變壓器，尤其是供電設備都會造成不良的沖擊。主要表現如下：

一是，這種短路的沖擊往往會使得繞組發生變形、鐵芯或者是夾件的緊固件松動移位，而且長期的積累所產生的效應也會影響變壓器的實際使用壽命，造成設備的安全運行可靠性變低；

二是，這種短路現象對饋線的斷路器也會產生很大的影響，因為斷路器的頻繁切除短路電流的過程，會使真空的滅弧室發生觸指燒損現象，造成其滅弧的能力降低，從而使其使用壽命縮短；

三是，短路的電流往往也會對電流的互感器造成沖擊，而由此所引起的變電所發生過電壓的問題也會為牽引供電系統的實際安全運行造成影響。

那么，應該如何來避免向有故障的饋線或者是接觸網來進行送電，從而減少或者是消除上述的不良影響呢。我們可以通過將以往的饋線或者是接觸網所發生故障而產生跳閘之后的試送電改為進行故障判斷之后再進行送電，這樣就可以最大限度地來保證饋線的自動重合閘的實際重合成功率，而且也可以使我們通過對于故障饋線或者是接觸網的高電壓、小電流的實際測量，而真正的實現對線路的無損檢測效果。

三、故障判斷裝置的簡介

（一）故障判斷裝置的主要結構

故障判斷裝置主要是由專用的高壓限流器XL、熱爆式的高壓熔斷器RD、電壓互感器YH、真空負荷-隔離開關的組合電器xFH（1FH、2FH）以及微機可編程控制儀GPY等設備來配套組成的。

其中是高壓限流器、熱爆式的高壓熔斷器、電壓互感器等是組裝在一臺手車之上的，這樣做的目的是可以方便地來進行投入或者是退出工作。而限流器主要是用來將測量一定的電流限制的。其中的電壓互感器則是用來測量在發生了故障的時候饋線上所具有的殘余電壓，而熱爆式的高壓熔斷器則主要是作為這個裝置的后備保護來使用的。

真空負荷-隔離開關的組合電器既可以作為測量開關的時候使用，同時又具有著隔離開關的單獨作用，它可以為設備的檢修提供一個非常可靠的安全保障。

具體的主接線方式可以參見下圖，一般是使用負荷開關來作為主要的測量開關，它的主要優點就是獨立、靈活，所以它不僅可以適用于單饋線，同時也更適用于復線的情況下。

（二）故障判斷裝置的主要原理及功能

1、自動測量的方式介紹

當饋線發生了一定的故障時，饋線保護裝置就會發生動作，其主斷路器就會立刻跳閘，而故障判斷裝置就會馬上自動的啟動，經過大概0.8-1秒之后，與故障饋線所對應的這個測量用負荷的開關就會進行合閘，而27.5KV母線的電源再經了故障判斷裝置之后就可以向故障饋線來進行送電，并利用高壓的限流器來進行限流，而對故障的饋線做一個小電流的檢測。

電壓互感器則可以測量饋線的殘壓，并可以根據饋線的殘壓大小來很好的判斷短路的故障性質；在測量進行了大概0.6秒后，負荷開關還可以進行自動的分閘，而使故障判斷的裝置退出其具有的測量狀態，同時就會給出實際的測量結果。而整個的測量過程一般是在斷路器跳閘之后1.6秒內來完成的。

（1）當饋線的殘壓是低于8kv時，對于故障判斷的裝置一般會判定為其永久性的故障，而通過控制程序可以閉鎖故障饋線，以此來保護自動重合閘。而同時其控制儀的觸摸屏上會顯示“xxx饋線出現永久性故障”的信息，而且蜂鳴器音響也會立即報警。

（2）當饋線的殘留電壓是大于8kv的時侯，裝置就會判斷其為瞬時性的故障，這個時候就會允許饋線的保護裝置啟動其重合閘，從而使主斷路器發生合閘送電。

2、手動的測量方式介紹

（1）如果饋線發生了永久性的故障，那么經工區的檢修人員處理之后一般就會恢復正常，而在準備送電之前，還要使用故障的判斷裝置來進行確認；

（2）饋線發生跳閘之后，就要準備實施強送電了，使用之前還要使用故障的判斷裝置來確認饋線是否真的還有故障存在；

（3）在新建的線路上首次向饋線來進行送電的時侯，一般要使用故障判斷裝置來進一步確認接觸網上是否還是有接地點的；

（4）饋線的天窗檢修在作業結束之后，而饋線進行送電之前，也是要使用故障判斷裝置來具體的檢查饋線上是否還確實有接地或者是未撤除的接地線的。

總之，無論是進行自動測量還是手動測量，在每次的測量完成之后，其觸摸屏中所發生故障的饋線一般都是會顯示其具體的報警信息的，同時上面的蜂鳴器也會發出一些報警聲，而觸摸屏中的“饋線殘壓”會立即顯示出本次測量所具有的實際饋線殘壓值。在測量完成了之后，故障判斷的控制儀就會自動的復歸到閉鎖的重合閘接點當中，以此來保證合閘的回路暢通。

在整個的測量過程當中，測量開關在閉合了0.6s之后就會完成整個測量動作，隨即也會使得開關自動進行分閘。如果測量開關在測量的過程中進行合閘的時間超過了1s，那么控制儀的觸摸屏上將顯示“測量開關拒分”的報警信息，而蜂鳴器也會報警，這就是指明測量開關發生了拒分的故障。我們為了防止負荷開關發生這樣的故障，往往會采用專用的高壓熱爆式的熔斷器。

四、結束語

總之，故障判斷裝置的進一步應用，就會從根本上來改善現有的電氣化鐵路進行牽引變電所對饋線送電的運行模式。也就是說在每次向饋線送電之前或者是短路的故障發生之后，首先是要使用故障判斷裝置來檢測整個饋線或者是接觸網是否是處于一個無故障的安全狀態，然后再確定是否向這條饋線進行送電或者是否允許其重合閘。而這種故障判斷裝置已經廣泛的應用到了牽引變電所、開閉所當中，具有比較高的安全性和準確性。

參考文獻：

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