高速铁路电力屏柜典型故障处理的几点思考

夏逢两 中国铁路上海局集团有限公司杭州供电段

1 引言

高速铁路电力系统承担着铁路运输生产调度指挥、通信信号、旅客服务等系统供电任务，是确保铁路安全、稳定、高效运营的基础设施之一。高速铁路电力设备的选型标准高，沿线的远动箱变、车站通信信号所、变配电所、全电缆线路等新设备、新技术、新工艺、新材料应用较多。

高速铁路电力变、配电设备采用免维护、少维修SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS），断路器采用真空断路器。沿线箱变采用中压预装箱式变电站，几乎所有高铁、客专均是相同的模式。

高压环网柜作为供电设备中重要的供配电设备，一旦受损或者故障将对设备供电和行车运输造成很大干扰，本文将剖析两次典型的电力高压屏柜事故抢修案例，从中提取好的经验做法，并对预防高压屏柜故障的安全风险措施，提高应急抢修处理效率等方面提出建议。

2 应急抢修案例分析

2.1 案例一

2012年6月10日杭深线台州南配电所电源二（N206）箱体烧损故障。

2.1.1 故障概况

2012年6月10日12时42分29秒005，台州南配电所电源二（N206）电流Ⅱ段保护跳闸。电流A相:3.81 A，B相:0.03 A，C相:0.03 A，零序电流:3.79 A。电压A相:3.51 kV，B相:82.26 kV，C 相:92.59 kV，AB 相:85.00 kV，BC 相:104.38 kV，CA相:95.58 kV。

12时43分40 秒路局供电调度试送电一次，合闸成功。12时43分41秒台州南配电所电源二（N206）又电流Ⅱ段保护跳闸。电流A相:3.80 A，B相:0.00 A，C相:0.02 A，零序电流:3.80 A。电压 A 相:3.20 kV，B 相:82.67 kV，C相:93.18 kV，AB相:85.32 kV，BC相:104.42 kV，CA相:95.72 kV。

12时43分50 秒，电调又试送一次，合闸不成功。期间台州南配电所电源一（N105）柜在12时46分、47分、48分多次报零压告警信息。并于13:02时启动低压保护跳闸（供电局停电）。12时52分、58分路局电调又两次对台州南配电所电源二（N206）柜进行操作。因通讯装置问题N206柜返校超时，直到13:06时N206柜开关才处于分位。14:15时台州南配电所电源一（N105）柜来电，恢复台州南配电所一路电源。

2.1.2 抢修过程

2012年6月10日13:02时段生产调度接到路局供电调度电话：12:42时台州南配电所电源二（N206）电流Ⅱ段保护跳闸。12：43分、52分、58分电调分别三次试送不成功。期间13:02时电源一（N105）失压跳闸（供电局停电），14:15时电源一供电局恢复供电。13:03时通知台州南电力维修工区，同时通知段领导和相关科室人员。

13：10工区人员首先到达台州南10 kV配电所巡视。经现场查看发现配电所电缆隔层有烟雾，同时为防止事故扩大将电源一各断路器断开。由于该所采用的是GIS高压开关柜，断路器采用了SF6气体，而SF6气体在故障情况下会生成剧毒气体，故台州南电力抢修人员到达台州南配电所后，首先采取了排风消除毒气烟雾，在烟雾排除后对电缆隔层进行检查发现N08柜下桩头电缆烟熏较严重，随后检查配电所高压室设备时发现N08柜A相电缆头与所箱连接的支柱绝缘子和底座击穿，同时将支柱绝缘子上方箱体钢板烧穿严重，引起N08柜六氟化硫气室烧坏，导致漏气，母联（N10）、南环二（N12）由于与N08柜气室相通所以现无法启用。沿海铁路防灾系统主站电源因南环二、北环一供电临时中断。

14：16时恢复台州南站北环一供电；台州南至雁荡山、台州南至临海间的综合贯通分别由雁荡山、临海10 kV配电所主供，台州南10 kV配电所综合贯通不作相邻所备供，一级贯通电源由台州南10 kV配电所分别主供电至邻所。

2.1.3 抢修重点

根据事故抢修“先通后复”的原则，需及时隔开故障点，缩短故障影响时间，尽快恢复供电。

①现场处理方案是将综贯、一贯信号电源分别由邻所供电。所内 N08、N10、N12三柜因同一气箱，造成电源二所有馈出回路均不能正常供电，电源二停用。

②为保证所有低压用户能正常用电，采用了低压所启用母联的方式，先恢复各低压回路供电，尽量减少对用户的干扰。

③沿海铁路防灾系统主站电源临时中断后，工区急于现场故障处理疏忽了对重要负荷供电的检查确认，导致电源停电时间一个多小时；抢修预案不细化不具体，对重要负荷恢复供电时间要求上有差距。对重要负荷建立台帐及相关应急预案，并在日常做好应急演练非常必要。

2.2 案例二

“2015.5.30”杭深线台州南配电所N14柜南环二跳闸故障处理。

2.2.1 事故概况

5月30日9:11，台州南电力维修工区接到调度通知，台州南配电所南环二馈出212断路器过流一段跳闸，A相电流=0.03 A，B相电流=5.25 A，C相电流=0.05 A，零序电流=5.27 A，A相电压=74.82 kV，B相电压=15.95 kV，C相电压=94.59 kV，AB相线电压=89.96 kV，BC相线电压=95.37 kV，CA相线电压=100.75 kV。工区值班人员立即对南环二馈出的车间变与调机整备所进行线路巡视，并无发现明显故障点，于下午13:20分在对南环二馈出电缆进行绝缘测试，测得电缆绝缘正常（A对地：1 200 MΩ、B对地：1 000 MΩ、C对地：1 200MΩ），随后检查环网柜发现柜内潮湿严重，对其进行处理后在天窗点内进行试送后3 s左右配电所南环二馈出212断路器过流一段跳闸，5月31日下午检查环网柜发现母排A相击穿。

2.2.2 抢修过程

30日9:30 台州南电力工区接调度通知：台州南配电所南环二馈出212断路器保护装置过流I段动作。9:35工区值班人员到台州南综合维修基地综合所，启用低压母联；9:47各低压用户恢复供电；

9:36 另一组人员到配电所检查开关动作情况；

9:40 工区人员到10 KV配电所检查确认南环二柜212断路器已跳闸，汇报调度，联系电调；

9:45 因路局电调要求工区人员对线路进行巡视；

10:48 工区对南环二馈出的车间变与调机整备所进行线路巡视，并无发现明显故障点；

11:15 联系调度做好安全措施准备对南环二馈出电缆进行绝缘测试；

13:20 在对南环二馈出电缆进行绝缘测试，测得电缆绝缘正常（A对地：1 000 MΩ、B对地：1 000 MΩ、C对地：1 000 MΩ）；电缆恢复后联系电调晚上天窗点试送电；

23：10 天窗点内进行试送后3 s左右配电所南环二馈出212断路器过流一段跳闸；

31日下午13：00车间到现场对环网柜进行检查，发现母排A相击穿。环网柜外部潮湿且有白色污秽物；变压器熔丝熔断，整个室内潮湿挂有水珠，熔管触头处有铜锈。

2.2.3 抢修重点

本次抢修充分体现了“先通后复”和“尽快隔离故障区段”的抢修原则。首先保证各低压用户供电不受影响。

①出动迅速，由于高配所与工区比较近，人员能及时到所检查确认故障信息，且信息传递及时准确，人员机具调配及时。

②抢修现场安全措施有序，分工明确，设备比较熟悉，抢修过程中未发生人身或设备的次生损坏。

③由于考虑供电用户不受影响，采用了天窗点内试送电的方法，最大限度减少了故障的干扰。

3 改进措施及应对办法

3.1 加强高压屏柜巡视、保养作业关键，从源头上防止屏柜故障

①在高压屏柜验收时要检查设备安装平稳，基础型钢安装直线度、水平度mm/m要小于1 mm，防止设备不平造成母排弯曲，气室连接处受力。

②每季检查测试GIS柜SF6的气压，是否满足0.035 MPa标准值，SF6气体指示表指针正常在绿色区，避免气压低于标准值后开关动作，造成电弧拉弧无法熄灭而出现故障。

③电缆安装是否紧密，要无松动。极易造成由于连接不密贴，设备在运行过程中放电烧损，影响到气室的安全。

④要加强屏柜外部变化的观察。由于SF6气体无色无味，一旦泄漏不通过仪器测试根本无法掌握。但如屏柜外部有潮湿、甚至引起水珠（非天气原因造成），基本可判定有漏气；同时如外壳有白色污秽时，也是一种漏气现象。

3.2 日常要重视高压熔管故障的情况

高压熔管故障很多都是有其它原因造成，熔管熔断只是表象，但如不重视，极易造成更大的问题。在杭深线运行过程中多次发现熔断器熔断后把熔断器桶烧坏的现象，究其原因，主要是由于：

①熔断器存在质量问题，熔断器在内蕊烧断的情况下，熔断器的外部击穿而导通，引起熔断器外部发热（熔断器外部有电流流过，并是高阻）。同时发现炸裂的熔断器的撞针只有3 cm，3 cm的撞针不能引起开关跳闸。

②开关柜的熔断器桶使用树脂材料，只有3 mm厚不耐热，很容易烧后漏气

3.3 要加强重要负荷台帐建立的相关制度

对设备变动时及时修改资料台帐，并做好针对性实作演练，提高职工应急故障处理能力。供电设备故障的发生是突然性的，故障发生情况与演练内容不会很一致，但可以通过故障抢修等提高应急处理能力，这就需要通过日常工作的积累。由于高铁的快速发展，新职工所占比例越来越高，想在最短时间内提高职工的技术水平，唯有通过多练兵，从学习典型事故案例中汲取经验教训，努力提高实战能力。

3.4 建立屏柜故障分类台帐

由于高铁设备尤其是屏柜，各线基本是一样的技术和接线，可以将几年来运行过程中发生的所有故障归类分析，指导各电力设备运行部门在应急故障处理时的分析和判断。

4 结束语

高速铁路电力屏柜中出现的种种故障的维护及预防不是一朝一夕就能完成的，它是一项长期的工作，我们必须认真对待，在平常的管理中，相关的作业人员应该了解并掌握高压屏柜的常见故障及维护方法，积极的去探索，善于挖掘新手段、新技术并勇于尝试运用到日常工作中，这样才能更好地减少由于故障造成的损失，减少对行车运输的干扰，确保行车供电安全。