高速鐵路牽引變電所的典型故障與處理

楊大麗

摘要：要保證高速鐵路安全準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)，必須提高為其提供動(dòng)力的牽引供電系統(tǒng)的可靠性。牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)的心臟，為提高其可靠性，一定要對(duì)出現(xiàn)的各類故障及時(shí)正確地處理，縮短停電時(shí)間。對(duì)目前高鐵牽引變電所實(shí)際運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行了分析，給出了故障處理的方案。為高鐵變配電檢修工、高鐵變電值班員在工作中如何快速有效應(yīng)對(duì)各類故障提供了參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；牽引變電所；故障；處理；電纜線路

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2015）04017702

1前言

隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，對(duì)提供動(dòng)力的牽引供電系統(tǒng)提出了更高的要求。如何提高高鐵牽引供電系統(tǒng)的可靠性，以保證高鐵的供電質(zhì)量確保其安全準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)，成為高鐵供電工作者亟待解決的問題。因牽引供電系統(tǒng)主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大模塊組成，故提高可靠性的途徑主要是盡量減少這兩大模塊的故障及出現(xiàn)故障后快速處理，縮短其停電時(shí)間。本文主要針對(duì)高鐵牽引變電所的典型故障進(jìn)行了分析，給出了故障處理的方案。

2一次設(shè)備故障及處理

2.1主變故障及處理

當(dāng)因主變某一種保護(hù)動(dòng)作造成開關(guān)跳閘后，該主變必須退出運(yùn)行，由另一臺(tái)備用主變投入運(yùn)行，盡快恢復(fù)供電后再查找故障原因。當(dāng)主變保護(hù)動(dòng)作跳閘后，要盡快依照牽引變電所運(yùn)行檢修規(guī)程要求對(duì)主變壓器進(jìn)行試驗(yàn)、化驗(yàn)，通過試驗(yàn)、化驗(yàn)判斷是否是主變內(nèi)部故障，不屬于內(nèi)部故障，依照二次回路故障查找方法，排除誤動(dòng)原因，當(dāng)故障消除后，經(jīng)技術(shù)室確認(rèn)合格后再投入運(yùn)行。

2.2斷路器故障及處理

斷路器拒合、拒分后，首先退出運(yùn)行，設(shè)法恢復(fù)臨時(shí)供電，或投入備用斷路器；并依照二次回路故障查找方法，排除二次回路故障，如不屬于二次回路故障，盡快通知供電調(diào)度、車間，使檢修、試驗(yàn)有關(guān)人員盡快趕赴現(xiàn)場(chǎng)，排除該斷路器機(jī)械故障。經(jīng)驗(yàn)收合格后，再投入運(yùn)行。

2.3隔離開關(guān)、線夾故障及處理

隔離開關(guān)及線夾因接觸不良、壓接彈簧失去作用等原因造成局部發(fā)熱甚至燒損觸頭和引線，應(yīng)臨時(shí)采取短接措施加固，并及時(shí)停電進(jìn)行全面修復(fù)，以恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.4母線故障及處理

母線故障原因很多，如誤操作使設(shè)備損環(huán)造成的故障，母線接觸不良造成母線發(fā)熱、燒斷，小動(dòng)物（老鼠、蛇）造成母線燒壞、磁瓶擊穿等，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)盡快采取臨時(shí)短接措施，拆除擊穿、破損支持磁瓶，先保證臨時(shí)供電，待正常停電后再恢復(fù)其母線和支持磁瓶。

3二次回路故障及處理

3.1二次回路故障

（1）二次回路常見故障有27.5KV壓互斷線、計(jì)量回路壓互斷線、控制回路斷線、直流接地及母線電壓過低、事故照明回路故障等。

（2）故障的現(xiàn)象：27.5KV壓互斷線光字牌顯示后說明27.5KV壓互回路可能有兩點(diǎn)接地故障，易造成開關(guān)誤動(dòng)，必須盡快解除；控制回路斷線光字牌顯示后說明變電所內(nèi)某臺(tái)開關(guān)不能進(jìn)行分合閘操作，必須立即停止該開關(guān)運(yùn)行，防止保護(hù)拒動(dòng)；變電所直流母線光字牌顯示后說明變電所內(nèi)已有直流接地現(xiàn)象出現(xiàn)，多點(diǎn)接地時(shí)將造成繼電保護(hù)開關(guān)直接誤動(dòng)跳閘，應(yīng)盡快消除；母線電壓過低光字牌顯示后說明電源側(cè)電壓失壓或低于規(guī)定值，應(yīng)盡快使其恢復(fù)正常，防止開關(guān)拒合、拒分、保護(hù)拒動(dòng)；事故照明回路故障將造成事故情況下照明設(shè)施不良。

3.2二次回路故障處理

（1）二次回路故障處理要求。

查找二次回路故障必須2人同時(shí)進(jìn)行，采用電阻法及使用搖表時(shí)，必須斷開所有來路方向的電源。采用電壓法和電位法帶電測(cè)試時(shí)，必須確認(rèn)所選用檔位是否正確。查找過程中使用的工具必須進(jìn)行絕緣包扎，并確保電壓回路不短路，電流回路不開路，防止直流接地。二次回路故障查找要求查找人員熟悉并能夠分析該二次回路。

（2）二次回路故障查找的方法。

①導(dǎo)通法：采用電阻法查找時(shí)必須斷開所有來電方向的電源，不清楚的情況下必須用萬用表電壓檔進(jìn)行驗(yàn)證。使用“導(dǎo)通法”時(shí)，要注意被測(cè)元件是否有旁路，否則有可能會(huì)誤判斷，因此必須將旁路拆開，導(dǎo)通法一般用來檢查電流回路。

②壓降法：壓降法是用萬用表電壓檔帶電測(cè)量二次回路斷線、被控元件不動(dòng)作的常用方法。檢查時(shí)，先將萬用表表筆“+”極接接正電位點(diǎn)，“-”極接負(fù)電位點(diǎn)，測(cè)量電源正負(fù)極間電壓，若指示值為直流220V（或110V）左右，說明電源電壓正常；然后依次測(cè)量各選擇點(diǎn)之間的電壓，若測(cè)量得電壓值過小或表計(jì)上無接指示，則說明故障即在此回路的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間。

③電位法：用“電位法”查故障時(shí)，將萬用表打至直流電壓檔，先測(cè)量正負(fù)電源間的電壓，確認(rèn)回路電源電壓與熔斷器正常，再按圖紙判定待測(cè)回路各點(diǎn)正常時(shí)的電位極性。如果被測(cè)點(diǎn)為正極性時(shí)，將萬用表“-”極接地，“+”極接被測(cè)點(diǎn)，則指示電壓應(yīng)為電源電壓一半左右，如果指針反偏或與正常值相差很大，說明該點(diǎn)與正電源之間有故障；若被測(cè)點(diǎn)為負(fù)極性時(shí)，將“+”極接地，負(fù)極接被測(cè)點(diǎn)，若指針反偏或與正常值相差過大時(shí)，說明該點(diǎn)與負(fù)電源之間有故障。“電位法”查找線路故障，若線路正常情況下為通路狀態(tài)，則在線路斷線點(diǎn)到正電源之間均為正電位，斷線點(diǎn)到負(fù)電源之間均為負(fù)電位。

3.3直流接地故障的查找及處理

采用“分段法”，短時(shí)斷開直流供電回路，尋找接地點(diǎn)。當(dāng)斷開某一回路時(shí)，直流系統(tǒng)恢復(fù)正常，說明接地點(diǎn)在該回路中，然后進(jìn)一步查明處理。

（1）在直流盤或二次回路中判斷是正接地還是負(fù)接地。

（2）瞬時(shí)在直流盤上依次斷開110KV合閘回路、27.5KV合閘回路、事故照明、控制母線（有的所分控制母線I段、II段）、信號(hào)母線開關(guān)，進(jìn)一步確認(rèn)直流接地在哪一條回路中。

（3）依次在配電盤或端子箱內(nèi)依次瞬時(shí)拔掉各開關(guān)控制信號(hào)回路小保險(xiǎn)，以確認(rèn)是哪條回路故障，縮小接地范圍。

（4）判斷出哪條回路故障后，斷開該回路所有來路電源，經(jīng)確認(rèn)無電后用萬用表或500V搖表對(duì)該回路進(jìn)行分段檢測(cè)。

（5）合閘回路接地，如果是環(huán)路供電，應(yīng)將環(huán)線從中間回路斷開，分別合兩路合閘電源，判斷接地具體在哪一段，然后分別甩線以查出具體接地點(diǎn)。

（6）查找直流接地具體回路時(shí)必須邊甩線、邊接線，不得造成直流雙重接地和保護(hù)開關(guān)拒動(dòng)。

4電纜線路故障及處理

4.1電纜線路常見故障

（1）機(jī)械損傷。

機(jī)械損傷引起的電纜故障占電纜事故很大的比例，造成機(jī)械損傷的主要原因有安裝時(shí)損傷、直接受外力損壞、行駛車輛的震動(dòng)或沖擊性負(fù)荷會(huì)造成電纜的鉛（鋁）包裂損及因自然現(xiàn)象造成的損傷。

（2）絕緣受潮。

絕緣受潮的主要原因有因接頭盒或終端盒結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而導(dǎo)致進(jìn)水、電纜制造不良或金屬護(hù)套有小孔或裂縫及金屬護(hù)套因被外物刺傷或腐蝕穿孔。

（3）其它原因造成的故障：絕緣老化變質(zhì)、過電壓、設(shè)計(jì)和制作工藝不良和護(hù)層的腐蝕。

在分析電纜故障發(fā)生的原因以及尋找故障點(diǎn)時(shí)，極重要的是要特別注意了解高壓電纜敷設(shè)、故障及修復(fù)的情況，要注意做好電纜安裝敷設(shè)及故障修復(fù)過程中的記錄工作。主要記錄故障發(fā)生現(xiàn)象及故障性質(zhì)、故障排除經(jīng)過、電纜及附件型號(hào)規(guī)范、運(yùn)行情況及校驗(yàn)情況。分析了解可能造成電纜故障的原因，對(duì)于今后尋找電纜故障點(diǎn)是很有幫助的。

4.2電纜線路故障的查找及處理

因聲磁同步法定點(diǎn)的精度與可靠性都很高，探尋電力電纜主絕緣故障的精確位置時(shí)，首選聲磁同步法，在聲磁同步法探測(cè)不到故障點(diǎn)時(shí)，再采用其它故障定點(diǎn)方法定點(diǎn)。

（1）首先將故障電纜金屬護(hù)層兩端接地，然后用高壓信號(hào)發(fā)生器向電纜的故障相與金屬護(hù)層（或銅屏蔽）之間施加脈沖高電壓。為保證故障點(diǎn)放電聲音的強(qiáng)度，施加的脈沖電壓盡量要高一些，但向低壓電纜中施加的電壓盡量不要高于6KV，其放電聲音的強(qiáng)度用提高電容容量的方式來保證。

（2）攜帶并打開聲磁同步法故障定點(diǎn)儀器，到距離高壓信號(hào)發(fā)生器十幾米外的電纜路徑上，查看儀器是否能接收到脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，如果接收不到，需要查看電纜兩端的接地線是否接地良好或根據(jù)情況改變接線方式，使故障電纜周圍產(chǎn)生儀器能接收到的脈沖磁場(chǎng)信號(hào)。

（3）按照故障測(cè)距結(jié)果，根據(jù)電纜的路徑走向，找出故障點(diǎn)的大體方位，攜帶聲磁同步法故障定點(diǎn)儀器到該處，通過儀器顯示的脈沖磁場(chǎng)的正負(fù)，找到電纜的位置。

（4）在電纜的路徑上，前后移動(dòng)定點(diǎn)儀器探頭的位置，觀看儀器屏幕顯示的聲音波形，直到在一個(gè)位置多次周期性地看到聲磁同步法定點(diǎn)儀器顯示的故障聲音波形，說明故障點(diǎn)已距此不遠(yuǎn)。繼續(xù)移動(dòng)探頭，監(jiān)測(cè)儀器接收到的故障點(diǎn)放電的聲磁時(shí)間差，到放電聲音波形前的直線段長(zhǎng)度最短的地方，即聲磁時(shí)間差最小的地方，所對(duì)應(yīng)探頭的下方即為故障點(diǎn)的精確位置。

5結(jié)語

總之，高鐵牽引變電所典型的故障主要包括一次設(shè)備、二次設(shè)備和電纜傳輸線路故障，只有通過在實(shí)踐中不斷摸索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)的各類故障快速查找原因，采取科學(xué)合理的處理方案，才能提高牽引供電系統(tǒng)的可靠性，為高速鐵路的安全可靠運(yùn)營(yíng)提供保障。

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