接觸網(wǎng)故障的查找和分析

1、接觸網(wǎng)故障的查找與分析鄭州供電段 韓朝峰摘 要 本文主要從供電調(diào)度的角度分析接觸網(wǎng)故障的查找與判斷，根據(jù)故測(cè)儀的指示簡(jiǎn)要分析接觸網(wǎng)的故障定位原則和方法，并對(duì)電抗型和電流型故測(cè)儀的指示進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞 接觸網(wǎng)、故障、查找、分析1 引言供電調(diào)度處理接觸網(wǎng)故障的過程，主要?dú)v經(jīng)三個(gè)階段，第一階段：全面收集故障信息，對(duì)故障的性質(zhì)和影響范圍做出初步的判斷，一般用時(shí)6至8分鐘；第二階段：組織接觸網(wǎng)工區(qū)進(jìn)行故障點(diǎn)的查找，這一階段用時(shí)較長(zhǎng)且不確定，在實(shí)際故障查找過程中出現(xiàn)過幾個(gè)小時(shí)無法找到故障點(diǎn)的情況，嚴(yán)重影響鐵路行車運(yùn)輸；第三階段：故障處理，根據(jù)故障的破壞范圍的不同，故障處理時(shí)間一般介于30分鐘至1小時(shí)之間

2、。由此可見：故障點(diǎn)的查找與分析在整個(gè)故障處理過程中占據(jù)重要位置，是決定故障停時(shí)的關(guān)鍵因素之一，如何快速查找到故障點(diǎn)，尤其是利用故測(cè)儀進(jìn)行故障定位分析，在調(diào)度度指揮故障處理過程中顯得非常重要。2 故障性質(zhì)的分析與判斷根據(jù)供電調(diào)度日常的事故處理經(jīng)驗(yàn)，接觸網(wǎng)故障類型主要可歸納為：弓網(wǎng)故障；零部件脫落與損壞；絕緣件擊穿與閃絡(luò)；倒桿與斷線；外部異物搭在網(wǎng)上，惡劣天氣引發(fā)倒樹等故障。按照變電所亭是、否跳閘又可以分為接地故障與非接地故障兩大類。非接地故障牽引變電所亭無法反映出來，主要依靠行車調(diào)度、機(jī)車司機(jī)、工務(wù)、電務(wù)、車務(wù)等有關(guān)人員反映情況；接地故障變電所亭相關(guān)保護(hù)動(dòng)作造成斷路器跳閘，啟動(dòng)故障探測(cè)儀。供電調(diào)

3、度在故障發(fā)生后，要全面收集信息，在分析信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合天氣、事故處理經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障性質(zhì)進(jìn)行判斷，組織查找故障地點(diǎn)與原因。2.1供電調(diào)度收集故障信息的途徑與內(nèi)容（1）調(diào)度中心遠(yuǎn)動(dòng)顯示信息，主要包括保護(hù)動(dòng)作情況、斷路器動(dòng)作情況、故障探測(cè)儀指示、電壓、電流等。（2）調(diào)度中心打印機(jī)打印信息，與遠(yuǎn)動(dòng)顯示內(nèi)容相互對(duì)照，印證。（3）變電所亭匯報(bào)信息，與遠(yuǎn)動(dòng)顯示，調(diào)度中心打印機(jī)信息相互對(duì)照。（4）接觸網(wǎng)人員匯報(bào)作息，檢修作業(yè)是否存在問題，有關(guān)機(jī)車、網(wǎng)上故障、異常等信息。（5）行車調(diào)度反饋信息，主要包括故障供電臂列車的分布運(yùn)行情況，機(jī)車司機(jī)反映的機(jī)車故障與接觸網(wǎng)的異常情況，機(jī)車車型、車號(hào)、車次、停車位置。（6）行

4、調(diào)、機(jī)務(wù)、車務(wù)、電務(wù)、工務(wù)等人員反饋信息，網(wǎng)上異物、明顯的接觸網(wǎng)零部件脫落、倒桿斷線、倒樹等。2.2供電調(diào)度對(duì)收集到故障信息進(jìn)行處理與反饋供電調(diào)度對(duì)收集到的信息不能原封不動(dòng)的進(jìn)行反饋，要綜合判斷；當(dāng)多個(gè)信息源不一致時(shí)，要認(rèn)真分析，學(xué)會(huì)去偽存真，分析處理后的信息及時(shí)通知接觸網(wǎng)工區(qū)及段生產(chǎn)調(diào)度，并向局電調(diào)及時(shí)匯報(bào)。通過對(duì)多年故障處理的經(jīng)驗(yàn)，可歸納出以下的信息類型。根據(jù)每一信息類型，供電調(diào)度進(jìn)行初步的分析、判斷、處理。（1）變電所亭跳閘，重合成功。（2）變電所跳閘，重合失敗。（3）同一條供電臂連續(xù)多次跳閘且重合成功。（4）同一變電所多條供電臂同時(shí)跳閘。（5）多個(gè)變電所，多條供電臂大面積連續(xù)跳閘。（6

5、）變電所亭無跳閘，機(jī)車故障或發(fā)生弓網(wǎng)故障。（7）行調(diào)、機(jī)務(wù)、車務(wù)、電務(wù)、工務(wù)等人員反饋信息，網(wǎng)上異物、明顯的接觸網(wǎng)零部件脫落、倒桿斷線、倒樹。3 利用故標(biāo)指示對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行查找與定位供電調(diào)度在查找故障點(diǎn)時(shí)應(yīng)作到以下幾點(diǎn)。（1）多次跳閘時(shí)故測(cè)儀每次的指示不同，但接觸網(wǎng)第一次短路的瞬間，發(fā)生斷線的可能性較小，因此第一次跳閘故測(cè)儀指示較準(zhǔn)，在查找故障點(diǎn)時(shí)應(yīng)以第一次指示重點(diǎn)，其它指示值班作為參考。（2）多次跳閘故標(biāo)指示值向同一方向變化時(shí)，造成故障的原因可能是移動(dòng)物體，重點(diǎn)查找該區(qū)段運(yùn)行的電力機(jī)車。（3）在at供電區(qū)段，應(yīng)根據(jù)變電所亭的跳閘情況和其他反饋信息，努力排除接觸網(wǎng)或正饋線斷線、at解列等異常情況

6、造成的誤指示，并綜合分析確定故障的真實(shí)位置。（4）在bt或直供區(qū)段，接觸網(wǎng)電抗受架空地線、回流線、單線復(fù)線、站場(chǎng)及短路接地形式影響較大，特別是站場(chǎng)迂回供電和復(fù)線上、下行并聯(lián)供電存在的互感，將影響電抗型故測(cè)儀的指示精度，在故測(cè)儀參數(shù)校對(duì)時(shí)應(yīng)區(qū)別對(duì)待，有所取舍。在故測(cè)儀實(shí)際使用中，應(yīng)注意分區(qū)亭環(huán)供對(duì)故測(cè)儀指示的影響，通過分析計(jì)算進(jìn)行校正，對(duì)于站場(chǎng)分支供電，一個(gè)故測(cè)儀指示數(shù)可能對(duì)應(yīng)幾個(gè)故障范圍，進(jìn)行故障查找時(shí)應(yīng)特別注意。（5）查找故障點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意正線、側(cè)線、支線、供電線、正饋線及變電所內(nèi)設(shè)備均可能故障，甚至側(cè)線、支線的故障幾率更大。（6）查找故障點(diǎn)時(shí)，應(yīng)從故測(cè)儀指示點(diǎn)向兩側(cè)查找，當(dāng)在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)

7、找不到故障點(diǎn)時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大范圍查找。短時(shí)內(nèi)找不到時(shí)，可采取分段送電的方法查找。（7）發(fā)生弓網(wǎng)故障時(shí)，可能存在多個(gè)故障點(diǎn)，列車運(yùn)行后方要仔細(xì)巡視檢查。（8）當(dāng)有關(guān)人員反映多處故障點(diǎn)或故障點(diǎn)不一致時(shí)，要認(rèn)真分析，逐個(gè)落實(shí)。4 電抗型故測(cè)儀在饋線末端并聯(lián)時(shí)的指示分析變電所的故測(cè)儀一般按饋線末端開環(huán)狀態(tài)下的線路平均電抗值進(jìn)行標(biāo)定，接觸網(wǎng)在末端開環(huán)狀態(tài)下跳閘時(shí)，可直接按故測(cè)儀的指示數(shù)或“故障距離”查找故障點(diǎn)。接觸網(wǎng)在末端環(huán)供情況下初次跳閘時(shí)，上、下行接觸網(wǎng)的互感將影響故測(cè)儀的探測(cè)，增大故測(cè)儀的指示誤差，當(dāng)故障點(diǎn)在末端分區(qū)亭附近時(shí)，誤差高達(dá)數(shù)公里。為減小末端環(huán)供狀態(tài)下故測(cè)儀的指示誤差，有必要進(jìn)行校正。末端環(huán)供

8、狀態(tài)下故障電流的分布情況見圖一。 設(shè)上、下行接觸網(wǎng)的等值自阻抗均為z，上、下行接觸網(wǎng)的等值互阻抗為z，故障饋線側(cè)的短路阻抗為z，根據(jù)克希荷夫第二定律，則有：i1zl + i2 zl=2 i2（l-l）*（z- z）+ i2zl+ i1 zl 短路阻抗z=（i1zl + i2 zl）/ i1 對(duì)、兩式聯(lián)解得z= zl+ zl2/（2l-l）當(dāng)l=0時(shí)，z=0；當(dāng)l= l時(shí)，z =（z+z）l，短路阻抗z與故障距離l呈非線性關(guān)系。通過短路阻抗z，可得到短路電抗x，我們可根據(jù)不同的l取值，將饋線在末端環(huán)供狀態(tài)下的測(cè)量電抗標(biāo)畫在故測(cè)儀指示對(duì)照表中，接觸網(wǎng)故障時(shí)，可根據(jù)故測(cè)儀指示對(duì)照表迅速查找故障點(diǎn)。跳

9、閘的瞬間上、下行接觸網(wǎng)是否處于環(huán)供狀態(tài)，可根據(jù)調(diào)度中心的事故打印記錄判斷，只要分區(qū)亭并聯(lián)斷路器比變電所饋線斷路器提前80毫秒跳閘，就不是在環(huán)供情況下跳閘。在獲得短路阻抗z的情況下，通過短路阻抗z的計(jì)算公式，也可直接得到短路距離l，計(jì)算公式如下：l=（z+2lz-（z2-4l（z-2z）z+4l2z2）/2（z- z）.5 電流型故測(cè)儀在斷線及at解列時(shí)的指示分析5.1 接觸網(wǎng)或正饋線斷線接觸網(wǎng)（包括接觸線和承力索）或正饋線斷線且一端接地時(shí)，at供電網(wǎng)絡(luò)短路電流的流通通道將發(fā)生變化，故障點(diǎn)的指示會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，最大可達(dá)一個(gè)at區(qū)間。在不考慮分區(qū)亭并聯(lián)的情況下，接觸網(wǎng)斷線故障電流示意圖見圖二。當(dāng)

10、at1-at2間接觸網(wǎng)斷線，且靠at2側(cè)接地短路時(shí)，at1通過正饋線和鋼軌將電能傳遞給at2的一個(gè)線圈，at2的另一個(gè)線圈通過電磁感應(yīng)將電能傳遞給故障點(diǎn)，而且at2中性點(diǎn)的電流（4i1）是at1中性點(diǎn)電流（2i1）的兩倍，故測(cè)儀總指示在距at1 2/3l1處，但實(shí)際故障點(diǎn)可能在l1間隔內(nèi)的任意一點(diǎn)。若靠at1側(cè)接地短路，故障電流均由at1提供，則故測(cè)儀總指示在at1處，實(shí)際故障點(diǎn)同樣可能在l1間隔內(nèi)的任意一點(diǎn)，此種情況，誤差最大可達(dá)l1。 我們首先可以根據(jù)第一次跳閘與強(qiáng)送電跳閘故測(cè)儀指示存在較大差別，來判斷接觸網(wǎng)或正饋線可能發(fā)生斷線事故，在此情況下，一般以第一次跳閘故測(cè)儀指示為準(zhǔn)，結(jié)合日?？偨Y(jié)

11、積累的故障點(diǎn)遠(yuǎn)近與短路電流大小之間的關(guān)系，可粗略的判斷故障點(diǎn)的位置。如果故測(cè)儀能指示饋線電流及母線電壓等參數(shù)的話，可通過分析at供電網(wǎng)絡(luò)的電流分布和阻抗特性，獲得更好的故障判斷和定位。好在斷線故障目標(biāo)點(diǎn)較大，容易被行車部門發(fā)現(xiàn)，因此，要注意及時(shí)收集機(jī)車乘務(wù)員和其他人員的反饋意見。5.2 at解列由于倒閘操作、檢修試驗(yàn)等原因?qū)⒛硞€(gè)at撤除運(yùn)行時(shí)，at供電網(wǎng)絡(luò)短路電流的流通通道同樣可能發(fā)生變化，故障點(diǎn)的指示也會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，最大可達(dá)一個(gè)at區(qū)間。在單線供電區(qū)間，at1解列時(shí)的故障電流示意圖見圖三。當(dāng)at1解列時(shí)，若故障發(fā)生在l1區(qū)間，故障電流由at2提供，故測(cè)儀總指示在at2處，但實(shí)際故障點(diǎn)可能

12、在l1間隔內(nèi)的任意一點(diǎn)，故障發(fā)生在l2區(qū)間時(shí)不影響故測(cè)儀指示。若復(fù)線上、下行同時(shí)供電，鄰線的at將替代at1向短路點(diǎn)供電，故測(cè)儀的指示基本不受影響。當(dāng)at2解列時(shí)，不論單線還是復(fù)線供電區(qū)段，該at點(diǎn)計(jì)測(cè)值總為零，由于遠(yuǎn)動(dòng)中心計(jì)算機(jī)是根據(jù)一側(cè)at點(diǎn)計(jì)測(cè)值與兩側(cè)at點(diǎn)計(jì)測(cè)值之和的比求出故障點(diǎn)的距離，最終換算成公里標(biāo)，故測(cè)儀將總指示在at1或at3處，但我們可以通過手工計(jì)算at1-at3這個(gè)大at區(qū)間的故障點(diǎn)位置，能得到較準(zhǔn)確的指示。當(dāng)at3解列時(shí)，若故障發(fā)生在l2區(qū)間，故障電流由at2提供，故測(cè)儀總指示在at2處，但實(shí)際故障點(diǎn)可能在l2間隔內(nèi)的任意一點(diǎn)，故障發(fā)生在l1區(qū)間時(shí)不影響故測(cè)儀指示。若復(fù)線上、下行同時(shí)供電，且在分區(qū)亭并聯(lián)的情況下，鄰線的at將替代a