鐵路牽引供電典型跳閘分析及改進措施

何 勇 上海鐵路局杭州供電段

鐵路牽引供電典型跳閘分析及改進措施

何 勇 上海鐵路局杭州供電段

剖析幾次典型的鐵路牽引供電跳閘案例，從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，并對改進故標參數(shù)，查找典型設(shè)備故障，完善基礎(chǔ)資料，提高應(yīng)急處理能力等方面提出改進措施。

鐵路牽引供電；跳閘分析；改進措施

1 引言

電力牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路向電力機車供給牽引用電能的系統(tǒng)，主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)組成。鐵路牽引供電跳閘，絕大部分是由于接觸網(wǎng)線路本身或外界原因造成。接觸網(wǎng)采用露天設(shè)置，無備用，受自然條件影響大，是重要的鐵路行車設(shè)備，直接影響到鐵路運輸?shù)陌踩?/p>

本文將剖析幾次典型的鐵路牽引供電跳閘案例，從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，并對改進故標參數(shù)，查找典型設(shè)備故障，完善基礎(chǔ)資料，提高應(yīng)急處理能力等方面提出改進措施。

2 應(yīng)急搶修案例分析

例1：蕭甬401、402供電單元跳閘，饋線保護故標顯示值與實際相差大，原因是定值設(shè)置錯誤。

蕭甬401、402供電單元由蕭山牽引所218DL、219DL供電，自2009年開通至今蕭甬線401、402供電單元曾發(fā)生了多起跳閘，查明故障點的故障與故標指示值存在著較大出入，不能有效的指導(dǎo)應(yīng)急搶修工作。列舉如表1。

表1 蕭甬線401、402單元跳閘故障點與故標指示值對比表

經(jīng)驗證、計算，發(fā)現(xiàn)蕭山變電所218、219饋線測距裝置現(xiàn)運行定值為一次值，會造成故標測距存在較大誤差。饋線保護裝置運行定值應(yīng)為二次值。后將一次值換算為二次值后重新輸入裝置，以提高測距準確性。

蕭甬401、402供電單元供電臂范圍接觸網(wǎng)設(shè)備歷經(jīng)錢清站改、杭甬運河橋、蕭山牽引所401、402供電線改造，杭州南-夏家橋下行線改造等，線路參數(shù)與投運前會存在偏差。故障測距定值的調(diào)整需要數(shù)據(jù)驗證才能完善、準確。

例2：洪塘鄉(xiāng)牽引所寧波樞紐05供電單元多次跳閘后故障測距為零，原因是“測距分段點數(shù)”設(shè)置錯誤。

寧波樞紐05單元主要是供蕭甬線寧波北I場的供電單元，在2014年因雷擊跳閘了3次，但故標顯示值為零，即雷擊點在供電線的出所端，經(jīng)供電工區(qū)人員巡查整個供電線及附近接觸網(wǎng)設(shè)備均未發(fā)現(xiàn)明顯雷擊點。

表2 寧波樞紐05單元雷擊跳閘信息表

將此情況向段技術(shù)科反饋，對221斷路器的饋線保護定值表進行檢查時，發(fā)現(xiàn)“測距分段點數(shù)”缺省值是2，而召喚值為0，即當(dāng)時故標測距位在0位，0位在任何故障狀態(tài)故標均顯示為0。2位有參數(shù)設(shè)置，X2為8.6 Ω，D2為19.7 km。后檢修車間對221斷路器“測距分段點數(shù)”修改為2，保證下次故障時能顯示出實際故障測距值，為故障應(yīng)急處置提供數(shù)據(jù)。

例3：蕭甬線雷擊跳閘后，查找出絕緣子處有雷擊燒傷痕跡等，為后續(xù)雷擊故障提供參考。

2015年截止10月底，蕭甬電化跳閘8件，其中有7件是雷擊跳閘，占故障總件數(shù)的87.5%。均是瞬時故障，重合閘成功。巡視線路查找故障時，發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)平、斜棒瓷底部或者軟橫跨懸式絕緣子有明顯的灼傷或破損痕跡，后停電對絕緣子進行更換處理。

2015年7月29日18:22:15，寧波樞紐02供電單元，212斷路器跳閘，重合閘成功，動作類型：阻抗I段出口。U：12655V，I1：1770A，電阻：3.12Ω，電抗：6.41 Ω，阻抗角：63.8°，故障測距16.84 km。雷雨天氣。

此次跳閘電壓低（17 000 V以下），電流較大（1 000 A以上），阻抗角在70°左右，可以判斷為瞬時金屬性接地故障。工區(qū)人員出動巡視線路，發(fā)現(xiàn)慈城—蜀山上行區(qū)間522#平腕臂棒式瓷瓶有雷擊印記，并將522#平腕臂棒式瓷瓶順利更換，對承力索座、索座內(nèi)線索等檢查，確認正常。

例四：“2015.7.1”洪莊聯(lián)絡(luò)線杭甬客專683、684供電單元跳閘故障。

（1）故障處置經(jīng)過：2015年7月1日2:20:26，牛匯橋變電所213DL（杭甬高鐵683單元）阻抗I段動作，重合閘失敗，電壓3.44 kV，電流1650A，阻抗角41.6°；214DL（杭甬高鐵684單元）阻抗I段動作，重合閘成功，電壓3.44kV，電流1650A，阻抗角40.5°。02:20:29，牛匯橋變電所213DL阻抗I段動作，電壓4.096 kV，電流2 100 A，阻抗角52.2°，故障測距23.51 km。

02:21，接段調(diào)度通知683單元跳閘，故標K305+170；02: 23工區(qū)出動搶修。

02:25，到達莊橋站行車室。開展巡視。

03:16，巡視人員未發(fā)現(xiàn)異常，向電調(diào)申請試送683供電單元不成功。

03:17，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)莊橋站杭州咽喉區(qū)下行側(cè)有放電現(xiàn)象，線下未發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。

03:50，駐站消令，684單元恢復(fù)送電。

03:50，駐站登記，蕭甬下行線封鎖，683供電單元同步停電。

04:25，現(xiàn)場人員檢查莊橋站51-69#桿結(jié)束。搶修人員散開觀察動態(tài)，再次向電調(diào)申請試送683供電單元；

04:35，電調(diào)試送683單元不成功，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)洪莊聯(lián)絡(luò)線07單元與683單元分相處有放電現(xiàn)象。

04:58，發(fā)現(xiàn)洪莊聯(lián)絡(luò)線分相處L10#桿避雷器支柱瓷瓶與避雷器之間引線掉落與底座放電，引起跳閘。

05:06，將避雷器拆除，683單元送電成功。

（2）原因分析：

洪莊聯(lián)絡(luò)線分相處L10號桿避雷器頂部螺栓遭多次雷擊燒熔，避雷器引線脫落，引線鼻子碰觸旁邊支撐瓷瓶底部引起接地，是直接原因。日常巡檢未發(fā)現(xiàn)此處隱患。

L10號桿避雷器原為寧波樞紐04單元供電線改造后新增設(shè)備，杭甬高鐵683單元啟用正常供電后，寧波樞紐04單元供電線停用。由于新線開通，設(shè)備維修涉及兩個車間的兩個工區(qū)的風(fēng)險研判不到位，致使避雷器設(shè)備和停用供電線的維修管理分界模糊。

（3）需改進方面：

①事故處置需進一步加強。一是分支線路多點故障測距影響現(xiàn)場排查速度。本次故障跳閘的683停電單元涉及杭甬牛匯橋-莊橋下行正線、蕭甬洪塘-莊橋下行線和洪莊聯(lián)絡(luò)線、莊橋站側(cè)線，分支線路較多，客觀上給現(xiàn)場故障點查找?guī)砹瞬槐悖绊懥斯收喜檎宜俣取６锹毠I(yè)務(wù)素質(zhì)不強，查找故障點質(zhì)量不高。

②對避雷器等改造后的設(shè)備狀態(tài)需重點排查。

③結(jié)合部管理需補強。

例五：“2015.10.02”蕭甬線丈亭分區(qū)所271流互故障引起相鄰所跳閘分析

（1）故障處置經(jīng)過：2015年10月2日22:22，洪塘鄉(xiāng)供電工區(qū)接到牽引所電話，稱寧波樞紐01、02單元同時跳閘。寧波樞紐01單元（211饋線）故障時刻22:21:19，動作類型：過流出口，阻抗II段出口。U：13 444 V，I1：1 280 A，電阻：4.31歐姆，電抗：9.59 Ω，阻抗角：65.9°，故標測距24.490 km，重合閘失敗。

寧波樞紐02單元故障時刻22：21：19，動作類型：過流出口，阻抗II段出口。U：13 469 V，I1：1330 A，電阻：3.92 Ω，電抗：9.34 Ω，阻抗角：67.4°，故標測距24 km，重合閘失敗。

22：21，余姚西供電工區(qū)接到電調(diào)通知蕭甬410單元（余姚西牽引所），電流速斷出口,阻抗II段出口，阻抗角62.9°，重合閘成功，電流1 960 A，電壓14 060 V。跳閘故標16.92 km。

22：31，寧波樞紐01單元第一次強送電成功，寧波樞紐02單元第一次強送電失敗。

23：43，搶修人員在故標點附近巡視均未發(fā)現(xiàn)異常，向調(diào)度匯報情況。電調(diào)決定采用斷開丈亭分相處上網(wǎng)隔離開關(guān)，試送的方式排查故障。電調(diào)要求手動打開2711、2712隔離開關(guān)。

0：10，寧波樞紐02單元送電成功。

0：30，檢修車間到達。檢查發(fā)現(xiàn)，丈亭分區(qū)所內(nèi)271DL電流互感器炸裂。所內(nèi)末端退出并聯(lián)運行。后更換斷路器恢復(fù)。

（2）原因分析：

丈亭分區(qū)所271斷路器小車上電流互感器設(shè)備質(zhì)量缺陷對地擊穿短路故障導(dǎo)致跳閘。

此3次跳閘電壓低（17 000 V以下），電流較大（1 000 A以上），阻抗角在70°左右，判斷為瞬時金屬性接地故障。

通過巡視，打開末端上網(wǎng)隔離開關(guān)，分束供電的方式也驗證了故障點在分區(qū)所內(nèi)。

3 改進措施及應(yīng)對辦法

本文僅列舉了幾種特殊的跳閘報文情況，通過這幾種特殊的跳閘，來看如何改進牽引供電管理工作，具體如下：

（1）認真分析跳閘報文，總結(jié)經(jīng)驗規(guī)律，完善定值設(shè)置。從蕭山牽引所218DL、219DL饋線故障測距定值設(shè)置為一次值以及洪塘鄉(xiāng)牽引所221DL“測距分段點數(shù)”設(shè)置為零的錯誤，通過分析故障報文，與真實故障點進行對比能發(fā)現(xiàn)裝置本身設(shè)置不合理的地方，實時核對、校準，達到合理的故標設(shè)定。對于站場多分支供電的情況，需完善多方向性故標測距值。對每個可能的方向均需排查，為快速巡查故障點打下基礎(chǔ)。

（2）做好線路防雷工作，對雷擊故障及時查找排除。直擊雷過電壓峰值很高，破壞性很強，在輸電線路上可能引起絕緣子閃絡(luò)、燒傷或擊穿，重者擊斷導(dǎo)線造成停電事故。多雷地區(qū)，雷擊占總跳閘次數(shù)40%～70%。線路雷擊跳閘率與線路的桿型，絕緣強度、接地電阻、沿線地形及雷電活動等諸多因素有關(guān)。降低接地電阻、保證避雷器狀態(tài)是降低雷擊跳閘率的有效措施。

（3）加強重點設(shè)備的巡檢力度，尤其是避雷器、隔離開關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備，組織重點設(shè)備的專項檢查活動，對站場等關(guān)鍵設(shè)備進行人員包保檢查。職工對重點設(shè)備處所及狀態(tài)必須掌握。

（4）完善技術(shù)資料，夯實基礎(chǔ)管理。對于專業(yè)間、車間、工區(qū)間設(shè)備分界再次明確核實，對分界處的圖紙、資料再次進行梳理，加強分界處設(shè)備的檢修維護。既有線電化設(shè)備改造多，施工后的竣工資料需督促施工單位及時提供，并核實、完善設(shè)備履歷資料等。

（5）強化職工教育培訓(xùn)，完善應(yīng)急預(yù)案，開展針對性的應(yīng)急演練，提高應(yīng)急處置能力。加強如故標多方向應(yīng)急處置，分束供電方式排查，斷線接續(xù)演練等，加強過程指導(dǎo)，提高職工突發(fā)事件的處置能力。加強駐站聯(lián)絡(luò)等關(guān)鍵崗位的培訓(xùn)，提高對行車業(yè)務(wù)知識掌握，減少對運輸秩序的影響。搶修中，要全面查詢跳閘報文，準確判斷故障性質(zhì)，確保缺陷及時整治。

4 結(jié)束語

總之，我們牽引供電維護人員需收集整理跳閘信息，加強跳閘報文的分析，總結(jié)經(jīng)驗規(guī)律，查找出故標設(shè)定、重點設(shè)備、資料管理、人員素質(zhì)等方面存在的不足，并不斷改進自身工作，以提高牽引供電管理水平。

[1]于萬聚編.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng).西南交通大學(xué)出版社.2003.7 [2]沈培坤.防雷與接地裝置[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社.

責(zé)任編輯：許耀元

來稿日期：2015-12-03