接触网故障查找及处理

赵维才

【摘 要】接触网故障直接影响铁路运输畅通。快速组织对接触网跳闸原因的分析、查找和处理，找到跳闸的真正原因所在，对消除设备隐患，缩短故障停电时间，提高接触网设备运行质量有着重要意义。本文针对接触网故障查找及处理从设备巡视、故障报告分析等几个方面进行了总结，用以指导接触网故障查找及处理。

【关键词】故障；查找；处理

牵引变电所跳闸是接触网设备运行状态不良的直接体现。设备隐患、故障或外界原因引起的跳闸，直接威胁着牵引供电设备的安全运行，所以快速组织对牵引供电跳闸原因的分析、查找和排除，找到跳闸的真实原因所在，对消除设备隐患、指导事故抢修具有重要意义。

牵引变电所跳闸，绝大部分是由于接触网供电臂设备本身或外界原因造成，因接触网作为牵引供电系统的唯一无后备的组成部分，其运行状况如何，对铁路运输畅通起着关健的作用。由于接触网供电线路较长，沿铁路钢轨在野外运行供电，本身设备受自然条件影响较大；同时电力机车采用受电弓滑动取流，频繁地磨擦使得接触网故障概率非常高，故障发生不可避免。况且铁道沿线地势复杂多变，发生故障后难以查找，故障停电后严重影响行车。因此，对接触网线路故障的分析，应作为专业技术人员一项重点工作去做。一般而言，接触网故障分为瞬时性故障和永久性故障。瞬时性故障通过重合闸可恢复供电，但故障点往往是设备绝缘的薄弱点，需尽快找到故障点加以处理，否则会引起二次故障危及供电系统的安全稳定运行。而当永久故障发生时，则需迅速查明故障并及时排除，排除时间的长短直接影响到供电系统送电和保障运输畅通。排除时间越长，则停电所造成的经济损失越大。从2006年我局开通电气化以来，本人总结近6年来在接触网供电臂跳闸后的一些处理经验，相关的一些典型故障，有一些查找跳闸原因的方法可供参考，具体处理思路如下：

1.巡视检查牵引供电设备

实际运行中存在接触网大多数跳闸巡检均未找到故障点，只是将跳闸原因定为天气原因或不明原因，由于没有找到具体故障点并及时处理，隐性的故障对牵引供电设备运行可靠性造成潜在隐患。实践证明大多数跳闸是可以通过后期努力找到故障点的，大多数不明原因跳闸都是因为接触网绝缘不良引起的跳闸。如：2006年京沪线电气化开通后，兖州北牵引变电所馈线断路器多次跳闸且重合成功，后通过巡视发现部分棒瓷放电严重，2008年将放电严重的棒瓷全部更换，在以后的运行中，不明原因跳闸次数大为减少。因此可初步判断06、07年大多数不明原因跳闸都是因为棒瓷绝缘不良引起的跳闸。

所以加强设备巡视是找到故障点的必要途径。具体方法如下：

（1）供电臂跳闸后，立即对变电所设备进行特巡，尤其对主导电回路设备开关、线夹、充油设备、压接处等进行重点巡视，并打印出故障报告单进行初步分析判断故障原因。也可排除保护误动引起的故障跳闸。

在阴雨天气还要巡视避雷器是否动作，如动作可初步判断是由于雷击造成的跳闸。

（2）接触网设备重点巡视有没有鸟窝、绝缘子是否放电闪络严重、树木是否侵限以、上垮桥有没有漏水、车站货场隔离开关以及分段绝缘器有没有放电烧毁等情况造成的跳闸。以及故障对运行设备的影响程度等也要进行相应的调查。

（3）对于未找出故障点的故障跳闸也可利用检修天窗对故障点范围的设备停电检查，这样大多也都可以找到故障点。

（4）加强夜间巡视。对于一些暂时原因不明的跳闸除用上述方法查找外，有必要加强变电所、接触网或供电线的夜间巡视，查找放电或闪络的绝缘子，及时组织更换。

2.加强与供电调度及行车调度的联系

在巡查牵引供电设备同时，生产调度应该及时通过供电调度及列车调度，了解跳闸供电臂内电力机车状况，包括列车对数、列车编组情况以及故障时列车所在区间位置以及机车所在位置的接触网设备状态，同时联系相关车站值班员了解站内接触网有无异常，如异常响声、光电现象。若反馈信息中无异常状况，一般情况下，供电调度在进行试送电时，电力机车需降弓，据此可以判别是机车或是供电设备原因引起跳闸，减小排查范围。如2007年2月4日京沪线界河变电所213、214DL同时跳闸，对线路机车进行调查后发现界河变电所跳闸时有一趟DH51023多机重连，有5辆电力机车连挂在一起并且升多弓运行，在过分相时四辆车没有断开负荷过分相造成了断路器跳闸。

另外，相关接触网工区接到巡视通知时，应重点对故测指示区段的电力机车、接触网设备重点查找，必要时对整个供电臂进行巡视，排除供电设备本身的故障或隐患。

3.分析保护动作数据，指导跳闸原因查找

在网工区、变电所进行巡视的同时，技术人员应重点对跳闸报告数据进行对比分析，总结接触网故障各种类型的跳闸，存在一个规律，即无论采取哪个厂家的保护设备，基于同一原因引起的跳闸，跳闸数据基本相似。具体如下：

3.1电力机车带电过分相

具有以下特征：

（1）相邻两个所两条馈线断路器几乎同时跳闸。

（2）保护动作类型不一样，顺机车方向，已通过的馈线保护为过电流出口，机车前方的馈线保护为距离保护出口。

（3）如在变电所附近分相处发生机车带电过分相时，其数据特点为：电阻值较大，电抗值较小，为负值，阻抗角接近360°故障测距接近0公里。

（4）电压值较高，为20KV以上。

3.2过负荷引起的过电流跳闸

数据特点：

（1）馈线仅有过电流保护出口。

（2）故障母线电压较高，一般在20KV以上，故障电流略大于馈线过电流保护定值。

（3）三次谐波电流一般占故障电流的10%以上。

（4）阻抗角在50到200之间。

3.3发生金属性短路故障

数据特点：

（1）故障电流值较大，电压值较小。

（2）阻抗角线路阻抗在60-75o间。同时，每一次跳闸后，应将跳闸数据与历史上该开关跳闸数据进行分析对比，尤其是故障测距接近的跳闸，可以基本确定线路上面存在问题，应对该故测区段进行重点巡视或扩大到整个供电臂进行巡视，必要时天窗停电上网重点检查。如2011年07月06日，兖石线南陶洛变电所南环线供电臂215馈线断路器跳闸，2次跳闸数据相似，阻抗角及故测距离值基本接近，运行技术人员没有对跳闸数据进行分析对比，后巡视发现30#-33#支柱接触网南侧距离70米处有一新建化工厂在进行生产，化工厂烟筒排污造成30#-33#支柱绝缘子污染，因天下小雨闪络放电。因此，对于每一次跳闸，无论重合与否，专业技术人员都应该对数据进行分析对比，查找跳闸原因。对于每一次跳闸，无论重合与否，专业技术人员都应该对数据进行分析对比，查找跳闸原因。

3.4利用保护原理进行跳闸分析

当跳闸后无明确信息可利用时，可利用保护的原理进行反复推敲来判别跳闸区段。如阻抗II段动作而阻抗I段未动作时，根据阻抗I段保护线路全长的85%，阻抗II段保护范围为该线路及下一级线路全长的原理可以判断出：故障地点在线路85%-100%的区段。如2008年3月22日，官桥变电所211DL跳闸，阻抗II段保护动作，工区巡视时发现，官桥变电所末端南沙河分区所6道分段绝缘器故障，所以分析保护动作情况指导事故跳闸原因查找，能较快确定故障范围。

3.5对不易发现的隐形故障，可拉开绝缘锚段关节的隔离开关分段试送电

此种方法虽然时间长但有效，拉开隔离开关前，必须确认绝缘锚段关节技术状态良好。此种方法查找过程中，要与几种方法结合起来，收集信息综合分析，尽快确定故障点。

3.6根据跳闸情况确定巡视重点

重合失败及试送电失败情况。

牵引变电所跳闸，重合和强送均不成功，可能由于接触网或供电线路断线接地、绝缘子击穿、隔离开关处于接地状态下的分段绝缘器击穿、隔离开关引线脱落或断线、较严重的弓网故障、机车故障、吸流变压器短路。

因此牵引供电运营管理部门要建立台帐做好危树地段、隔离开关、避雷器、跨越接触网线路等关键设备的统计工作；同时做好季节性工作，如春季砍树是由于绝缘部件瞬时闪络，电击人身或动物等原因造成。

4.加强联控工作，扩大信息查找范围

4.1加强机供控联控

机务原因引起的跳闸占居比例较大，约占跳闸总件数的50%左右，从乘务员手中取得第一手资料，对查找跳闸原因帮助很大。例如：机车所处位置的接触网或车顶上有异物、机车绝缘子闪络或击穿、机车内部故障等，机车司机都可以在第一时间反馈信息。

4.2加强工供联控

重点掌握对牵引供电设备有影响的工务施工，如工务段大中修、更换道岔、桥隧段隧道维修等，跳闸后，结合故障测距等信息，判断这些施工地点有无可能出现造成供电设备故障情况，如是否因拨道量过大造成接触网拉出值过大而发生弓网故障，是否因施工造成绝缘子脏污而发生闪络或击穿等。

4.3加强车供联控

车务人员在查找跳闸原因的过程中起着举足轻重的作用。车站值班人员在运输第一线，时刻掌握着电力机车的运行信息，接触网、电力机车发生的故障信息，他们都能第一时间知道，及时与车站值班人员联系，能尽快得到接触网故障信息，便于故障处理，给故障点查找节省了很多时间。

5.减少牵引供电设备故障的措施

5.1及时处理施工遗留设备缺陷

通过总结分析，每一条新的电气化线路开通初期，接触网跳闸相对较多，这与工程质量存在问题有很大关系。目前，工程交接在通电24小时无大事故时，就自然交接，既没有保修制，也无后期服务，甚至有的设备没有进行验交就交给运营单位，这种交接程序本身就给工程单位造成粗心大意，敷衍了事的侥幸心理，后续送电后的设备故障处理与正常运输造成矛盾。为保证工程质量，在交接时应全面仔细检查验收，严格的工程交接办法，及时消除设备缺陷，以保证设备投运后安全、稳定。

5.2保证接触网设备绝缘质量

将重污区及跨线桥下的绝缘子更换为1600mm的大爬距硅橡胶绝缘子，对损伤绝缘子及时检查发现更换，对重污区的绝缘子重点巡视检查，发现脏污及时清扫，缩短清扫周期，杜绝绝缘子异常天气下发生闪络或击穿，造成接触网频繁跳闸影响供电。

5.3提高故测装置准确度

近年来，故测装置在事故的应用中越来越起到其独特的重要性。但装置有时准确性差，误差范围大，往往造成事故发生后长时间找不到事故点，这是不正常的，因此，组织技术人员对故障测距装置性能的检查、分析、动作情况及规律，交流总结经验并组织攻关。培养故测标定专业人员，了解掌握本区段线路阻抗及其变化规律。对于事故发生指导抢修具有重要意义。

总之，牵引供电系统专业技术人员必须对接触网故障高度重视，跳闸后及时组织各专业人员查找跳闸原因，同时对该跳闸数据与历史跳闸数据进行分析对比，多方收集信息，分头安排落实。只有将每一次跳闸原因及时找到，才能有针对性地进行处理，那么牵引供电设备的运行才能向有序可控方向迈进。