關(guān)于地鐵接觸網(wǎng)故障測距實現(xiàn)的探討

林劍波

摘要：本文主要研究當前地鐵接觸網(wǎng)故障測距的實現(xiàn)相關(guān)問題。隨著城市地鐵網(wǎng)絡建設的深入發(fā)展，地鐵牽引供電系統(tǒng)的應用逐漸提升。這就要求地鐵技術(shù)管理人員加強對于牽引供電系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障的控制和管理。文章結(jié)合地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置的具體情況，分析如何提升地鐵接觸網(wǎng)故障測距質(zhì)量和效率，以期促進城市地鐵網(wǎng)絡的穩(wěn)健發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵接觸網(wǎng);故障測距;行波波動方程

中圖分類號：U270.3?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）11-0161-01

1 地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置的構(gòu)成

1.1行波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。針對當前地鐵接觸網(wǎng)故障問題，在進行測距裝置設計時往往需要配備多種功能，不僅需要保障可選擇的多種啟動方式，還需要在發(fā)生異常時及時發(fā)出信號并自檢，設備本身也需要具備一定的精準性、適用性和便捷性。當前地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置主要由四部分組成。其中最為首要的就是行波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。行波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由電流傳感器、低速板、高速板、主板、電源開關(guān)等元件構(gòu)成，在進行故障測距時利用行波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的電流傳感器將兩側(cè)的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。低速板對故障的發(fā)生情況和問題進行判斷，高速板及時對故障數(shù)據(jù)進行采集和記錄。而系統(tǒng)的主板會對故障數(shù)據(jù)進行分類和存儲，并添加時間標簽方便相關(guān)內(nèi)部硬件的協(xié)調(diào)與管理工作。

1.2通信網(wǎng)絡。在實際應用的過程當中，為了保證地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置的數(shù)據(jù)傳輸功能，因此裝置必須要配備標準的以太網(wǎng)接口，能夠支持多種類型的通信方式保障數(shù)據(jù)的順利溝通。地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置內(nèi)部搭載的網(wǎng)絡通信協(xié)議應該包括且不限于公眾電話網(wǎng)、專線、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)通信等數(shù)據(jù)交換方式，從而避免復雜的實際情況以及現(xiàn)場因素影響。

1.3行波后臺綜合分析系統(tǒng)。行波后臺綜合分析系統(tǒng)主要負責對設備的故障數(shù)據(jù)進行處理和分析，系統(tǒng)內(nèi)部需要包含故障分析數(shù)據(jù)軟件等內(nèi)容，結(jié)合設備兩端所產(chǎn)生的故障數(shù)據(jù)文件進行接觸網(wǎng)故障測距與定位。分析系統(tǒng)還需要保障測距終端之間的有效通信，并且將測距結(jié)果以及歷史故障等信息內(nèi)容及時顯示到終端上方便技術(shù)人員進行查閱。行波后臺綜合分析系統(tǒng)的建立有效實現(xiàn)了對故障數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)計和查詢功能，根據(jù)實際需要還可以配備打印功能，方便數(shù)據(jù)不同形式歸檔和取用。

2 地鐵接觸網(wǎng)故障的行波測距方法

2.1低壓脈沖反射法。當前在進行地鐵接觸網(wǎng)故障行波測距的過程中主要采用三種形式，分別為低壓脈沖反射法、直流高壓閃絡法以及沖擊高壓閃絡法。低壓脈沖反射法能夠與單端行波法有效結(jié)合，利用相關(guān)技術(shù)手段對發(fā)射出的脈沖進行測量，一旦出現(xiàn)故障問題能夠及時結(jié)合故障點對脈沖的反射情況進行分析，將故障點反射脈沖的時間與線路內(nèi)部之間的波速進行集合運算可以有效得知故障距離。低壓脈沖反射法也可以應對一些低壓、短路或斷路的情況，具有很強的適應性，可以廣泛應用于多種地鐵接觸網(wǎng)故障測距。需要注意的是，在利用低壓脈沖反射法進行接觸網(wǎng)故障測距時，對反射脈沖的合理選擇非常重要。在一般情況下會選擇與低壓脈沖反射法相適應的矩形脈沖，為了避免反射與發(fā)射脈沖出現(xiàn)的重疊問題，選擇寬度較窄的脈寬能夠更好的避免測距盲區(qū)，但是這種情況下反射脈沖也會存在一定的衰減，因此針對遠距離的測距應用質(zhì)量相對較弱。

2.2直流高壓閃絡法。相比于低壓脈沖反射法，直流高壓閃絡法對故障信息的獲取更加全面。結(jié)合過往地鐵接觸網(wǎng)故障實際情況可以發(fā)現(xiàn)，大部分的故障問題究其原因都是高阻故障，并配合存在泄漏性高阻故障以及閃絡性高阻故障。作為脈沖電流法的一種，直流高壓閃絡法在進行地鐵接觸網(wǎng)故障測距時主要利用直流高壓擊穿電纜故障點，再通過信息獲取設備收集故障點被擊穿瞬間所產(chǎn)生的電流行波信號。通過對這些電流行波信號進行收集和分析能夠有效確定故障的距離和位置，因此直流高壓閃絡法廣泛的應用于閃絡擊穿性故障的檢測。

2.3沖擊高壓閃絡法。當前沖擊高壓閃絡法在地鐵接觸網(wǎng)故障測距中的應用最為廣泛，能夠很好的應對泄漏性高阻故障和閃絡性高阻故障。在實際應用的過程中，沖擊高壓閃絡法首先需要對脈沖電流信號進行收集，其次需要避免泄露電壓對高壓試驗設備內(nèi)阻的破壞問題。在發(fā)生高阻故障時，地鐵接觸網(wǎng)故障位置的電阻很低，使得大量電流不斷泄露，測試時很容易對高壓實驗設備造成破壞。而利用沖擊高壓閃絡法能夠很好的避免這一問題，通過在電容與電纜之間增加球形間隙能夠保障設備對于試驗電路的適應性，從而實現(xiàn)對地鐵接觸網(wǎng)故障的測距，方便維護人員采取針對性的措施第一時間解決故障問題。

3 小結(jié)

綜上所述，當前常見的地鐵接觸網(wǎng)故障測距裝置主要以行波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和行波后臺綜合分析系統(tǒng)所構(gòu)成，配合地鐵接觸網(wǎng)故障測距基礎理論能夠有效實現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)的故障問題進行測距。行波波動方程作為計算依據(jù)為地鐵接觸網(wǎng)故障測距提供了多種計算方法，提升了故障測距的工作質(zhì)量和效率，為地鐵網(wǎng)絡的正常運行提供保障。

參考文獻：

[1]何安琪，閻曉暉，何森等.基于貝瑞隆模型和遺傳算法的地鐵接觸網(wǎng)短路故障測距方案[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學術(shù)版），2016，35（11）：24-27.

[2]成都唐源電氣有限責任公司.地鐵牽引供電系統(tǒng)直流側(cè)短路故障測距裝置及方法：中國，CN201210004742.2[P].2012-10-3.