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)故測儀的指示簡要分析接觸網(wǎng)的故障定位原則和方法，并對電抗型和電流型故測儀的指示進行了分析。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，主要歷經(jīng)三個階段，第一階段：全面收集故障信息，對故障的性質(zhì)和影響范圍做出初步的判斷，一般用時6至8分鐘；第二階段：組織接觸網(wǎng)工區(qū)進行故障點的查找，這一階段用時較長且不確定，在實際故障查找過程中出現(xiàn)過幾個小時無法找到故障點的情況，嚴(yán)重影響鐵路行車運輸；第三階段：故障處理，根據(jù)故障的破壞范圍的不同，故障處理時間一般介于30分鐘至1小時之間

2、。由此可見：故障點的查找與分析在整個故障處理過程中占據(jù)重要位置，是決定故障停時的關(guān)鍵因素之一，如何快速查找到故障點，尤其是利用故測儀進行故障定位分析，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，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、機車司機、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)保護動作造成斷路器跳閘，啟動故障探測儀。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)驗對故障性質(zhì)進行判斷，組織查找故障地點與原因。2.1供電調(diào)度收集故障信息的途徑與內(nèi)容（1）調(diào)度中心遠動顯示信息，主要包括保護動作情況、斷路器動作情況、故障探測儀指示、電壓、電流等。（2）調(diào)度中心打印機打印信息，與遠動顯示內(nèi)容相互對照，印證。（3）變電所亭匯報信息，與遠動顯示，調(diào)度中心打印機信息相互對照。（4）接觸網(wǎng)人員匯報作息，檢修作業(yè)是否存在問題，有關(guān)機車、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行情況，機車司機反映的機車故障與接觸網(wǎng)的異常情況，機車車型、車號、車次、停車位置。（6）行

4、調(diào)、機務(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)度對收集到故障信息進行處理與反饋供電調(diào)度對收集到的信息不能原封不動的進行反饋，要綜合判斷；當(dāng)多個信息源不一致時，要認(rèn)真分析，學(xué)會去偽存真，分析處理后的信息及時通知接觸網(wǎng)工區(qū)及段生產(chǎn)調(diào)度，并向局電調(diào)及時匯報。通過對多年故障處理的經(jīng)驗，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跳閘。（5）多個變電所，多條供電臂大面積連續(xù)跳閘。（6

5、）變電所亭無跳閘，機車故障或發(fā)生弓網(wǎng)故障。（7）行調(diào)、機務(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)指示對故障點進行查找與定位供電調(diào)度在查找故障點時應(yīng)作到以下幾點。（1）多次跳閘時故測儀每次的指示不同，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儀指示較準(zhǔn)，在查找故障點時應(yīng)以第一次指示重點，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，造成故障的原因可能是移動物體，重點查找該區(qū)段運行的電力機車。（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、站場及短路接地形式影響較大，特別是站場迂回供電和復(fù)線上、下行并聯(lián)供電存在的互感，將影響電抗型故測儀的指示精度，在故測儀參數(shù)校對時應(yīng)區(qū)別對待，有所取舍。在故測儀實際使用中，應(yīng)注意分區(qū)亭環(huán)供對故測儀指示的影響，通過分析計算進行校正，對于站場分支供電，一個故測儀指示數(shù)可能對應(yīng)幾個故障范圍，進行故障查找時應(yīng)特別注意。（5）查找故障點時，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）查找故障點時，應(yīng)從故測儀指示點向兩側(cè)查找，當(dāng)在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)

7、找不到故障點時，應(yīng)擴大范圍查找。短時內(nèi)找不到時，可采取分段送電的方法查找。（7）發(fā)生弓網(wǎng)故障時，可能存在多個故障點，列車運行后方要仔細巡視檢查。（8）當(dāng)有關(guān)人員反映多處故障點或故障點不一致時，要認(rèn)真分析，逐個落實。4 電抗型故測儀在饋線末端并聯(lián)時的指示分析變電所的故測儀一般按饋線末端開環(huán)狀態(tài)下的線路平均電抗值進行標(biāo)定，接觸網(wǎng)在末端開環(huán)狀態(tài)下跳閘時，可直接按故測儀的指示數(shù)或“故障距離”查找故障點。接觸網(wǎng)在末端環(huán)供情況下初次跳閘時，上、下行接觸網(wǎng)的互感將影響故測儀的探測，增大故測儀的指示誤差，當(dāng)故障點在末端分區(qū)亭附近時，誤差高達數(shù)公里。為減小末端環(huán)供狀態(tài)下故測儀的指示誤差，有必要進行校正。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、兩式聯(lián)解得z= zl+ zl2/（2l-l）當(dāng)l=0時，z=0；當(dāng)l= l時，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)下的測量電抗標(biāo)畫在故測儀指示對照表中，接觸網(wǎng)故障時，可根據(jù)故測儀指示對照表迅速查找故障點。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的計算公式，也可直接得到短路距離l，計算公式如下：l=（z+2lz-（z2-4l（z-2z）z+4l2z2）/2（z- z）.5 電流型故測儀在斷線及at解列時的指示分析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，at供電網(wǎng)絡(luò)短路電流的流通通道將發(fā)生變化，故障點的指示會產(chǎn)生很大的誤差，最大可達一個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，at1通過正饋線和鋼軌將電能傳遞給at2的一個線圈，at2的另一個線圈通過電磁感應(yīng)將電能傳遞給故障點，而且at2中性點的電流（4i1）是at1中性點電流（2i1）的兩倍，故測儀總指示在距at1 2/3l1處，但實際故障點可能在l1間隔內(nèi)的任意一點。若靠at1側(cè)接地短路，故障電流均由at1提供，則故測儀總指示在at1處，實際故障點同樣可能在l1間隔內(nèi)的任意一點，此種情況，誤差最大可達l1。 我們首先可以根據(jù)第一次跳閘與強送電跳閘故測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儀指示為準(zhǔn)，結(jié)合日?？偨Y(jié)

11、積累的故障點遠近與短路電流大小之間的關(guān)系，可粗略的判斷故障點的位置。如果故測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)點較大，容易被行車部門發(fā)現(xiàn)，因此，要注意及時收集機車乘務(wù)員和其他人員的反饋意見。5.2 at解列由于倒閘操作、檢修試驗等原因?qū)⒛硞€at撤除運行時，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，故障點的指示也會產(chǎn)生很大的誤差，最大可達一個at區(qū)間。在單線供電區(qū)間，at1解列時的故障電流示意圖見圖三。當(dāng)at1解列時，若故障發(fā)生在l1區(qū)間，故障電流由at2提供，故測儀總指示在at2處，但實際故障點可能

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