论文部分内容阅读
摘要:高速铁路接触网是高速铁路的重要组成部分，它担负着向运行动车组输送电能的任务。设备隐患、故障或外界原因造成的跳闸，直接威胁着牵引供电设备的安全运行，将对高速铁路旅客运输造成很大影响。所以，找到跳闸真实原因所在，对消除设备隐患，指导事故抢修具有重要意义。
关健词:高速铁路;接触网;故障;跳闸;查找;方法
中图分类号：U238文献标识码： A
电气化铁路是中国乃至世界最重要的交通运输方式之一，直接影响和制约着一个国家的经济发展水平，高速铁路的安全不但影响国民经济的成效，同时也关系着人们的生命财产安全，深入研究高速铁路接触网跳闸的故障查找方法，对提高牵引供电系统的安全性和可靠性，保证受电弓接触网系统稳定集流，满足高速电气化铁路工程运营和发展的需要，实现电气化铁路现代化管理，具有重要的实际意义。
1故障跳闸情况判断分析
1）变电所进线系统接地故障引起配电室零序过电流保护误动。
2）变电所馈线系统接地故障引起配电室零序过电流保护误动。
3）接触网跳闸重合失败引起配电室零序过电流保护误动。
4）直供方式下接触网跳闸引起配电室零序过电流保护误动。如：2012年10月11日进行的接触网短路试验，故障区段位于AT所至分区所段(接近供电臂末端)，将线路上的AT全部退出运行，也就是直供方式的永久性接地，某某变电所213断路器跳闸，瞬间某某配电室262开关零序过电流保护动作跳闸，造成某某区间一级贯通线路停电。
2故障查找方法
例一:甲变电所214开关跳闸，重合失败，故障标定装置信息:T-R故障，故测距离：1.95km，对应公里标：840km579m,短路电流：3765A，天气：大风。根据以上数据信息，初步判断故障位置应该在该供电臂的首端，且为正馈线与接触网间短路故障。巡视人员到达839km371m处，发现该处有一座地方通信基站铁塔，塔上一座大鸟窝被风吹落后，树枝搭在接触网上，短接正馈线和承力索引起跳闸。
例二:乙变电所211开关跳闸，重合失败，故障标定装置信息：正馈线故障，故测距离：5.21 km，对应公里标：986km875m,短路电流：4600A，天气：雷雨。根据故障报告和天气情况初步判断故障为雷雨造成绝缘闪络，巡视人员到达故障标定装置指示公里数处，发现987km266m处正馈线瓷瓶闪络短路引起跳闸。
通过以上两个实例，我们可以看出高速铁路接触网跳闸后，应该从以下几方面来查找跳闸原因:
(1)先行确认分析牵引供电远动系统故障报告。发生跳闸后，供电调度要在第一时间，确定是哪台断路器跳闸，并查看对应AT所开关动作情况。根据综合保护系统中出口的跳闸数据及阻抗保护范围，推断故障范围，并初步判断是否由于变电所、AT所、分区所设备故障引发的跳闸，安排变电值班人员巡视设备状态，避免疏忽造成事故的扩大。
(2)重点参考故障标定装置显示的数据。供电调度通知接触网工区安排人员登乘动车组，巡视跳闸区段接触网设备状态，对故障标定装置指示地段的动车组接触网设备重点查找，必要时对整个供电臂设备进行巡视，排除供电设备本身的故障或隐患，这是查找跳闸原因最有效的方法之一。前述两实例中，根据测距故障公里对照表均能查找到接触网对应支柱号。
(3)结合列车运行情况和环境天气情况查找。在巡查变电所同时，供电调度应及时查看列车运行图，了解跳闸供电臂内动车组运行状况，以及动车组所在位置的接触网设备状态，同时通过车站值班员了解站内接触网设备有无异常响声、光、电等现象，了解是否是雨、雪、雾、大风天气。前述两实例中，例一是大风吹落异物搭网，例二是雷雨造成绝缘闪络。若反馈信息中无异常状况，则让动车组降弓后进行试送电，以此判别是动车组还是供电设备原因引起跳闸，减小排查范围。
(4)动车组原因造成跳闸故障查找。由于动车组的绝缘水平比牵引供电设备的绝缘水平相对低一些，在实际运行中，特别是遇到雨、雪、雾、大风等恶劣天气时，由于动车组绝缘原因跳闸的可能性比例较大，动车组顶部支持绝缘子出现闪络和击穿的情况较多，出现此类情况的跳闸可按照以下方法查找:如果跳闸试送电成功后，为排除故障，动车组需要将跳闸供电臂下动车组逐台升弓，当某动车组升弓引起再次跳闸，即可确定该动车组为故障车。
(5)电缆原因造成跳闸故障查找。我国高速铁路变电所、AT所及AT分区所均采用GIS高压开关柜，从开关柜到上网隔离开关间通过电缆连接，电缆绝缘问题是跳闸的一个重要原因，而电缆故障可通过下述方法迅速查找并切除:当变电所跳闸重合失败后，在查车无异常。变电所巡视无异常后，指示公里标在AT所或AT分区所附近时，可根据故标指示立即断开AT所或AT分区所上网隔离开关，组织试送电。试送电成功，则判明为AT所或分区所内部故障或电缆故障。试送电失败，则证明故障在接触网线路上。
3高速铁路接触网跳闸相关问题
高速铁路变电所在部分单位已经实现无人值班。有人值守，同时AT所与AT分区所均无人值守，接触网大部分隔离开关实现了远动控制，这时主要依靠供电调度通过远动系统进行倒闸操作和故障判断处理，这就要求各类信息能及时。准确。有效地从执行端传递到调度端，这对牵引供电远动系统的可靠性提出了更高的要求.。实际工作中远动系统还存在信息误报。滞后等情况，应积极探索协调远动软件开发运营公司、供电部门、通信部门、供电设备厂家研究解决。
4.高速铁路接触网安全预防措施及对策
高速铁路接触网是一个复杂的人一机一环系统，针对高速铁路接触网存在的主要安全隐患，我们应该从系统的角度出发，建议从企业管理、人员素质、设备情况、以及外部环境几个方面综合加强，提高高速铁路接触网的安全状态。
1）改进完善企业管理。
我们知道企业管理在系统安全评价中有着举足轻重的地位，企业管理直接影响着系统安全状态。科学、合理的安全管理制度是企业安全生产的前提条件。企业领导必须重视安全管理，才能制定安全科学的管理制度，并不断的完善。合理安排安全检查监督、加大安全教育培训和安全文化建设力度和投入，把“安全生产”当作第一要务。
2）增强人员素质。
人是系统的主体部分，正常实现系统的功能，人是必不可少的组成部分。管理、生产人员素质与系统安全水平是正相关的，良好的人员素质是安全生产的重要保障。高速铁路接触网是一个特殊的系统，其要求生产管理人员必须具备良好的综合素质。因此，在日常的工作、学习、生活中，应该注重培养人员安全意识、服务意识、增强责任心，注重文化知识的学习、基本技能的练习，提高应急处理能力。
3）加强设备状态监测和维护。
接触网作为牵引共电系统的重要组成，设备是系统的本质基础，接触网设备结构特殊且无备用、对运行环境敏感，平时应加强对设备状态的监测和维护工作，完善检测维护措施和计划，把可能的故障尽量消灭在萌芽阶段。另外，加强接触网施工过程中的监督检查，严格执行质量验收标准，不为日后的运营维护带来潜在的危害。
4）综合考虑环境因素。
无论是设计、施工，还是运营维护中，都应该综合考虑环境的因素，设计建设的接触网必须具备一定的抗自然灾害（雷、雨、风）的能力。在运营维护过程中，应对可能发生的环境影响因素提前做出预判，并采取相应的措施。如：工程总体设计时考虑接触网绝缘部件的爬距，日常维护检修时应做好绝缘子清扫工作等。
结束语
总之，我们牵引供电系统工作人员必须对高速铁路接触网故障跳闸高度重视，吸取以往查找跳闸原因工作中经验教训，组织好各方人员进行跳闸原因查找，多方收集信息，及时发现跳闸隐患，快速找到跳闸原因，迅速恢复故障设备，才能确保牵引供电设备的可靠运行，保障高速铁路运输畅通。
参考文献：
[1] Gustavsen B，Semlyen A．Simulation of transmission linetransients using vector fitting and modal decomposition[J]．IEEE Transactions on Power Delivery，1998，13(2)：605-614．
[2] 吴宁．电网络分析与综合[M]．北京：科学出版社，2002：147-189．
[3] 边凯，陈维江，李成榕，等．架空配电线路雷電感应过电压计算研究[J]．中国电机工程学报，2012，32(31)：191-199．
关健词:高速铁路;接触网;故障;跳闸;查找;方法
中图分类号：U238文献标识码： A
电气化铁路是中国乃至世界最重要的交通运输方式之一，直接影响和制约着一个国家的经济发展水平，高速铁路的安全不但影响国民经济的成效，同时也关系着人们的生命财产安全，深入研究高速铁路接触网跳闸的故障查找方法，对提高牵引供电系统的安全性和可靠性，保证受电弓接触网系统稳定集流，满足高速电气化铁路工程运营和发展的需要，实现电气化铁路现代化管理，具有重要的实际意义。
1故障跳闸情况判断分析
1）变电所进线系统接地故障引起配电室零序过电流保护误动。
2）变电所馈线系统接地故障引起配电室零序过电流保护误动。
3）接触网跳闸重合失败引起配电室零序过电流保护误动。
4）直供方式下接触网跳闸引起配电室零序过电流保护误动。如：2012年10月11日进行的接触网短路试验，故障区段位于AT所至分区所段(接近供电臂末端)，将线路上的AT全部退出运行，也就是直供方式的永久性接地，某某变电所213断路器跳闸，瞬间某某配电室262开关零序过电流保护动作跳闸，造成某某区间一级贯通线路停电。
2故障查找方法
例一:甲变电所214开关跳闸，重合失败，故障标定装置信息:T-R故障，故测距离：1.95km，对应公里标：840km579m,短路电流：3765A，天气：大风。根据以上数据信息，初步判断故障位置应该在该供电臂的首端，且为正馈线与接触网间短路故障。巡视人员到达839km371m处，发现该处有一座地方通信基站铁塔，塔上一座大鸟窝被风吹落后，树枝搭在接触网上，短接正馈线和承力索引起跳闸。
例二:乙变电所211开关跳闸，重合失败，故障标定装置信息：正馈线故障，故测距离：5.21 km，对应公里标：986km875m,短路电流：4600A，天气：雷雨。根据故障报告和天气情况初步判断故障为雷雨造成绝缘闪络，巡视人员到达故障标定装置指示公里数处，发现987km266m处正馈线瓷瓶闪络短路引起跳闸。
通过以上两个实例，我们可以看出高速铁路接触网跳闸后，应该从以下几方面来查找跳闸原因:
(1)先行确认分析牵引供电远动系统故障报告。发生跳闸后，供电调度要在第一时间，确定是哪台断路器跳闸，并查看对应AT所开关动作情况。根据综合保护系统中出口的跳闸数据及阻抗保护范围，推断故障范围，并初步判断是否由于变电所、AT所、分区所设备故障引发的跳闸，安排变电值班人员巡视设备状态，避免疏忽造成事故的扩大。
(2)重点参考故障标定装置显示的数据。供电调度通知接触网工区安排人员登乘动车组，巡视跳闸区段接触网设备状态，对故障标定装置指示地段的动车组接触网设备重点查找，必要时对整个供电臂设备进行巡视，排除供电设备本身的故障或隐患，这是查找跳闸原因最有效的方法之一。前述两实例中，根据测距故障公里对照表均能查找到接触网对应支柱号。
(3)结合列车运行情况和环境天气情况查找。在巡查变电所同时，供电调度应及时查看列车运行图，了解跳闸供电臂内动车组运行状况，以及动车组所在位置的接触网设备状态，同时通过车站值班员了解站内接触网设备有无异常响声、光、电等现象，了解是否是雨、雪、雾、大风天气。前述两实例中，例一是大风吹落异物搭网，例二是雷雨造成绝缘闪络。若反馈信息中无异常状况，则让动车组降弓后进行试送电，以此判别是动车组还是供电设备原因引起跳闸，减小排查范围。
(4)动车组原因造成跳闸故障查找。由于动车组的绝缘水平比牵引供电设备的绝缘水平相对低一些，在实际运行中，特别是遇到雨、雪、雾、大风等恶劣天气时，由于动车组绝缘原因跳闸的可能性比例较大，动车组顶部支持绝缘子出现闪络和击穿的情况较多，出现此类情况的跳闸可按照以下方法查找:如果跳闸试送电成功后，为排除故障，动车组需要将跳闸供电臂下动车组逐台升弓，当某动车组升弓引起再次跳闸，即可确定该动车组为故障车。
(5)电缆原因造成跳闸故障查找。我国高速铁路变电所、AT所及AT分区所均采用GIS高压开关柜，从开关柜到上网隔离开关间通过电缆连接，电缆绝缘问题是跳闸的一个重要原因，而电缆故障可通过下述方法迅速查找并切除:当变电所跳闸重合失败后，在查车无异常。变电所巡视无异常后，指示公里标在AT所或AT分区所附近时，可根据故标指示立即断开AT所或AT分区所上网隔离开关，组织试送电。试送电成功，则判明为AT所或分区所内部故障或电缆故障。试送电失败，则证明故障在接触网线路上。
3高速铁路接触网跳闸相关问题
高速铁路变电所在部分单位已经实现无人值班。有人值守，同时AT所与AT分区所均无人值守，接触网大部分隔离开关实现了远动控制，这时主要依靠供电调度通过远动系统进行倒闸操作和故障判断处理，这就要求各类信息能及时。准确。有效地从执行端传递到调度端，这对牵引供电远动系统的可靠性提出了更高的要求.。实际工作中远动系统还存在信息误报。滞后等情况，应积极探索协调远动软件开发运营公司、供电部门、通信部门、供电设备厂家研究解决。
4.高速铁路接触网安全预防措施及对策
高速铁路接触网是一个复杂的人一机一环系统，针对高速铁路接触网存在的主要安全隐患，我们应该从系统的角度出发，建议从企业管理、人员素质、设备情况、以及外部环境几个方面综合加强，提高高速铁路接触网的安全状态。
1）改进完善企业管理。
我们知道企业管理在系统安全评价中有着举足轻重的地位，企业管理直接影响着系统安全状态。科学、合理的安全管理制度是企业安全生产的前提条件。企业领导必须重视安全管理，才能制定安全科学的管理制度，并不断的完善。合理安排安全检查监督、加大安全教育培训和安全文化建设力度和投入，把“安全生产”当作第一要务。
2）增强人员素质。
人是系统的主体部分，正常实现系统的功能，人是必不可少的组成部分。管理、生产人员素质与系统安全水平是正相关的，良好的人员素质是安全生产的重要保障。高速铁路接触网是一个特殊的系统，其要求生产管理人员必须具备良好的综合素质。因此，在日常的工作、学习、生活中，应该注重培养人员安全意识、服务意识、增强责任心，注重文化知识的学习、基本技能的练习，提高应急处理能力。
3）加强设备状态监测和维护。
接触网作为牵引共电系统的重要组成，设备是系统的本质基础，接触网设备结构特殊且无备用、对运行环境敏感，平时应加强对设备状态的监测和维护工作，完善检测维护措施和计划，把可能的故障尽量消灭在萌芽阶段。另外，加强接触网施工过程中的监督检查，严格执行质量验收标准，不为日后的运营维护带来潜在的危害。
4）综合考虑环境因素。
无论是设计、施工，还是运营维护中，都应该综合考虑环境的因素，设计建设的接触网必须具备一定的抗自然灾害（雷、雨、风）的能力。在运营维护过程中，应对可能发生的环境影响因素提前做出预判，并采取相应的措施。如：工程总体设计时考虑接触网绝缘部件的爬距，日常维护检修时应做好绝缘子清扫工作等。
结束语
总之，我们牵引供电系统工作人员必须对高速铁路接触网故障跳闸高度重视，吸取以往查找跳闸原因工作中经验教训，组织好各方人员进行跳闸原因查找，多方收集信息，及时发现跳闸隐患，快速找到跳闸原因，迅速恢复故障设备，才能确保牵引供电设备的可靠运行，保障高速铁路运输畅通。
参考文献：
[1] Gustavsen B，Semlyen A．Simulation of transmission linetransients using vector fitting and modal decomposition[J]．IEEE Transactions on Power Delivery，1998，13(2)：605-614．
[2] 吴宁．电网络分析与综合[M]．北京：科学出版社，2002：147-189．
[3] 边凯，陈维江，李成榕，等．架空配电线路雷電感应过电压计算研究[J]．中国电机工程学报，2012，32(31)：191-199．