接觸網故障查找及處理

趙維才

【摘 要】接觸網故障直接影響鐵路運輸暢通?？焖俳M織對接觸網跳閘原因的分析、查找和處理，找到跳閘的真正原因所在，對消除設備隱患，縮短故障停電時間，提高接觸網設備運行質量有著重要意義。本文針對接觸網故障查找及處理從設備巡視、故障報告分析等幾個方面進行了總結，用以指導接觸網故障查找及處理。

【關鍵詞】故障；查找；處理

牽引變電所跳閘是接觸網設備運行狀態(tài)不良的直接體現。設備隱患、故障或外界原因引起的跳閘，直接威脅著牽引供電設備的安全運行，所以快速組織對牽引供電跳閘原因的分析、查找和排除，找到跳閘的真實原因所在，對消除設備隱患、指導事故搶修具有重要意義。

牽引變電所跳閘，絕大部分是由于接觸網供電臂設備本身或外界原因造成，因接觸網作為牽引供電系統(tǒng)的唯一無后備的組成部分，其運行狀況如何，對鐵路運輸暢通起著關健的作用。由于接觸網供電線路較長，沿鐵路鋼軌在野外運行供電，本身設備受自然條件影響較大；同時電力機車采用受電弓滑動取流，頻繁地磨擦使得接觸網故障概率非常高，故障發(fā)生不可避免。況且鐵道沿線地勢復雜多變，發(fā)生故障后難以查找，故障停電后嚴重影響行車。因此，對接觸網線路故障的分析，應作為專業(yè)技術人員一項重點工作去做。一般而言，接觸網故障分為瞬時性故障和永久性故障。瞬時性故障通過重合閘可恢復供電，但故障點往往是設備絕緣的薄弱點，需盡快找到故障點加以處理，否則會引起二次故障危及供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。而當永久故障發(fā)生時，則需迅速查明故障并及時排除，排除時間的長短直接影響到供電系統(tǒng)送電和保障運輸暢通。排除時間越長，則停電所造成的經濟損失越大。從2006年我局開通電氣化以來，本人總結近6年來在接觸網供電臂跳閘后的一些處理經驗，相關的一些典型故障，有一些查找跳閘原因的方法可供參考，具體處理思路如下：

1.巡視檢查牽引供電設備

實際運行中存在接觸網大多數跳閘巡檢均未找到故障點，只是將跳閘原因定為天氣原因或不明原因，由于沒有找到具體故障點并及時處理，隱性的故障對牽引供電設備運行可靠性造成潛在隱患。實踐證明大多數跳閘是可以通過后期努力找到故障點的，大多數不明原因跳閘都是因為接觸網絕緣不良引起的跳閘。如：2006年京滬線電氣化開通后，兗州北牽引變電所饋線斷路器多次跳閘且重合成功，后通過巡視發(fā)現部分棒瓷放電嚴重，2008年將放電嚴重的棒瓷全部更換，在以后的運行中，不明原因跳閘次數大為減少。因此可初步判斷06、07年大多數不明原因跳閘都是因為棒瓷絕緣不良引起的跳閘。

所以加強設備巡視是找到故障點的必要途徑。具體方法如下：

（1）供電臂跳閘后，立即對變電所設備進行特巡，尤其對主導電回路設備開關、線夾、充油設備、壓接處等進行重點巡視，并打印出故障報告單進行初步分析判斷故障原因。也可排除保護誤動引起的故障跳閘。

在陰雨天氣還要巡視避雷器是否動作，如動作可初步判斷是由于雷擊造成的跳閘。

（2）接觸網設備重點巡視有沒有鳥窩、絕緣子是否放電閃絡嚴重、樹木是否侵限以、上垮橋有沒有漏水、車站貨場隔離開關以及分段絕緣器有沒有放電燒毀等情況造成的跳閘。以及故障對運行設備的影響程度等也要進行相應的調查。

（3）對于未找出故障點的故障跳閘也可利用檢修天窗對故障點范圍的設備停電檢查，這樣大多也都可以找到故障點。

（4）加強夜間巡視。對于一些暫時原因不明的跳閘除用上述方法查找外，有必要加強變電所、接觸網或供電線的夜間巡視，查找放電或閃絡的絕緣子，及時組織更換。

2.加強與供電調度及行車調度的聯系

在巡查牽引供電設備同時，生產調度應該及時通過供電調度及列車調度，了解跳閘供電臂內電力機車狀況，包括列車對數、列車編組情況以及故障時列車所在區(qū)間位置以及機車所在位置的接觸網設備狀態(tài)，同時聯系相關車站值班員了解站內接觸網有無異常，如異常響聲、光電現象。若反饋信息中無異常狀況，一般情況下，供電調度在進行試送電時，電力機車需降弓，據此可以判別是機車或是供電設備原因引起跳閘，減小排查范圍。如2007年2月4日京滬線界河變電所213、214DL同時跳閘，對線路機車進行調查后發(fā)現界河變電所跳閘時有一趟DH51023多機重連，有5輛電力機車連掛在一起并且升多弓運行，在過分相時四輛車沒有斷開負荷過分相造成了斷路器跳閘。

另外，相關接觸網工區(qū)接到巡視通知時，應重點對故測指示區(qū)段的電力機車、接觸網設備重點查找，必要時對整個供電臂進行巡視，排除供電設備本身的故障或隱患。

3.分析保護動作數據，指導跳閘原因查找

在網工區(qū)、變電所進行巡視的同時，技術人員應重點對跳閘報告數據進行對比分析，總結接觸網故障各種類型的跳閘，存在一個規(guī)律，即無論采取哪個廠家的保護設備，基于同一原因引起的跳閘，跳閘數據基本相似。具體如下：

3.1電力機車帶電過分相

具有以下特征：

（1）相鄰兩個所兩條饋線斷路器幾乎同時跳閘。

（2）保護動作類型不一樣，順機車方向，已通過的饋線保護為過電流出口，機車前方的饋線保護為距離保護出口。

（3）如在變電所附近分相處發(fā)生機車帶電過分相時，其數據特點為：電阻值較大，電抗值較小，為負值，阻抗角接近360°故障測距接近0公里。

（4）電壓值較高，為20KV以上。

3.2過負荷引起的過電流跳閘

數據特點：

（1）饋線僅有過電流保護出口。

（2）故障母線電壓較高，一般在20KV以上，故障電流略大于饋線過電流保護定值。

（3）三次諧波電流一般占故障電流的10%以上。

（4）阻抗角在50到200之間。

3.3發(fā)生金屬性短路故障

數據特點：

（1）故障電流值較大，電壓值較小。

（2）阻抗角線路阻抗在60-75o間。同時，每一次跳閘后，應將跳閘數據與歷史上該開關跳閘數據進行分析對比，尤其是故障測距接近的跳閘，可以基本確定線路上面存在問題，應對該故測區(qū)段進行重點巡視或擴大到整個供電臂進行巡視，必要時天窗停電上網重點檢查。如2011年07月06日，兗石線南陶洛變電所南環(huán)線供電臂215饋線斷路器跳閘，2次跳閘數據相似，阻抗角及故測距離值基本接近，運行技術人員沒有對跳閘數據進行分析對比，后巡視發(fā)現30#-33#支柱接觸網南側距離70米處有一新建化工廠在進行生產，化工廠煙筒排污造成30#-33#支柱絕緣子污染，因天下小雨閃絡放電。因此，對于每一次跳閘，無論重合與否，專業(yè)技術人員都應該對數據進行分析對比，查找跳閘原因。對于每一次跳閘，無論重合與否，專業(yè)技術人員都應該對數據進行分析對比，查找跳閘原因。

3.4利用保護原理進行跳閘分析

當跳閘后無明確信息可利用時，可利用保護的原理進行反復推敲來判別跳閘區(qū)段。如阻抗II段動作而阻抗I段未動作時，根據阻抗I段保護線路全長的85%，阻抗II段保護范圍為該線路及下一級線路全長的原理可以判斷出：故障地點在線路85%-100%的區(qū)段。如2008年3月22日，官橋變電所211DL跳閘，阻抗II段保護動作，工區(qū)巡視時發(fā)現，官橋變電所末端南沙河分區(qū)所6道分段絕緣器故障，所以分析保護動作情況指導事故跳閘原因查找，能較快確定故障范圍。

3.5對不易發(fā)現的隱形故障，可拉開絕緣錨段關節(jié)的隔離開關分段試送電

此種方法雖然時間長但有效，拉開隔離開關前，必須確認絕緣錨段關節(jié)技術狀態(tài)良好。此種方法查找過程中，要與幾種方法結合起來，收集信息綜合分析，盡快確定故障點。

3.6根據跳閘情況確定巡視重點

重合失敗及試送電失敗情況。

牽引變電所跳閘，重合和強送均不成功，可能由于接觸網或供電線路斷線接地、絕緣子擊穿、隔離開關處于接地狀態(tài)下的分段絕緣器擊穿、隔離開關引線脫落或斷線、較嚴重的弓網故障、機車故障、吸流變壓器短路。

因此牽引供電運營管理部門要建立臺帳做好危樹地段、隔離開關、避雷器、跨越接觸網線路等關鍵設備的統(tǒng)計工作；同時做好季節(jié)性工作，如春季砍樹是由于絕緣部件瞬時閃絡，電擊人身或動物等原因造成。

4.加強聯控工作，擴大信息查找范圍

4.1加強機供控聯控

機務原因引起的跳閘占居比例較大，約占跳閘總件數的50%左右，從乘務員手中取得第一手資料，對查找跳閘原因幫助很大。例如：機車所處位置的接觸網或車頂上有異物、機車絕緣子閃絡或擊穿、機車內部故障等，機車司機都可以在第一時間反饋信息。

4.2加強工供聯控

重點掌握對牽引供電設備有影響的工務施工，如工務段大中修、更換道岔、橋隧段隧道維修等，跳閘后，結合故障測距等信息，判斷這些施工地點有無可能出現造成供電設備故障情況，如是否因撥道量過大造成接觸網拉出值過大而發(fā)生弓網故障，是否因施工造成絕緣子臟污而發(fā)生閃絡或擊穿等。

4.3加強車供聯控

車務人員在查找跳閘原因的過程中起著舉足輕重的作用。車站值班人員在運輸第一線，時刻掌握著電力機車的運行信息，接觸網、電力機車發(fā)生的故障信息，他們都能第一時間知道，及時與車站值班人員聯系，能盡快得到接觸網故障信息，便于故障處理，給故障點查找節(jié)省了很多時間。

5.減少牽引供電設備故障的措施

5.1及時處理施工遺留設備缺陷

通過總結分析，每一條新的電氣化線路開通初期，接觸網跳閘相對較多，這與工程質量存在問題有很大關系。目前，工程交接在通電24小時無大事故時，就自然交接，既沒有保修制，也無后期服務，甚至有的設備沒有進行驗交就交給運營單位，這種交接程序本身就給工程單位造成粗心大意，敷衍了事的僥幸心理，后續(xù)送電后的設備故障處理與正常運輸造成矛盾。為保證工程質量，在交接時應全面仔細檢查驗收，嚴格的工程交接辦法，及時消除設備缺陷，以保證設備投運后安全、穩(wěn)定。

5.2保證接觸網設備絕緣質量

將重污區(qū)及跨線橋下的絕緣子更換為1600mm的大爬距硅橡膠絕緣子，對損傷絕緣子及時檢查發(fā)現更換，對重污區(qū)的絕緣子重點巡視檢查，發(fā)現臟污及時清掃，縮短清掃周期，杜絕絕緣子異常天氣下發(fā)生閃絡或擊穿，造成接觸網頻繁跳閘影響供電。

5.3提高故測裝置準確度

近年來，故測裝置在事故的應用中越來越起到其獨特的重要性。但裝置有時準確性差，誤差范圍大，往往造成事故發(fā)生后長時間找不到事故點，這是不正常的，因此，組織技術人員對故障測距裝置性能的檢查、分析、動作情況及規(guī)律，交流總結經驗并組織攻關。培養(yǎng)故測標定專業(yè)人員，了解掌握本區(qū)段線路阻抗及其變化規(guī)律。對于事故發(fā)生指導搶修具有重要意義。

總之，牽引供電系統(tǒng)專業(yè)技術人員必須對接觸網故障高度重視，跳閘后及時組織各專業(yè)人員查找跳閘原因，同時對該跳閘數據與歷史跳閘數據進行分析對比，多方收集信息，分頭安排落實。只有將每一次跳閘原因及時找到，才能有針對性地進行處理，那么牽引供電設備的運行才能向有序可控方向邁進。