接觸網(wǎng)故障切除裝置在分區(qū)所改造中的應(yīng)用

李鵬

（國(guó)能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北滄州 062350）

0 引言

朔黃鐵路屬于繁忙煤運(yùn)專線，日均開行重載列車120對(duì)，最大行車密度每天139對(duì)，現(xiàn)有供電方式采用的帶加強(qiáng)線的直接供電，上下行并聯(lián)運(yùn)行。由于運(yùn)量的增加以及導(dǎo)線的磨耗，既有方式已經(jīng)不能滿足運(yùn)量增加的需要，需要將其改造為AT供電的方式[1]。

直供分區(qū)所改為AT分區(qū)所，由于征地等條件限制，分區(qū)所拆除后在原址新建，舊分區(qū)所必須先退出運(yùn)行，新分區(qū)所需要一段時(shí)間才可以建好，期間不能影響鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行。針對(duì)上述情況，本文采取安裝接觸網(wǎng)故障切除裝置CTQ，在分區(qū)所退出后代替分區(qū)所實(shí)現(xiàn)上下行并聯(lián)供電并在上下行任何一側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)可隨時(shí)通過遠(yuǎn)動(dòng)退出上下行并聯(lián)[2]。

1 接觸網(wǎng)故障切除裝置的特點(diǎn)

支線接觸網(wǎng)故障切除裝置，具有故障切除、數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程控制、故障速報(bào)等功能[3]。能夠在不影響正線供電的情況下自動(dòng)將故障從正線接觸網(wǎng)上瞬間切除，使正線線路保持正常供電，將故障范圍降至最小；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支線接觸網(wǎng)運(yùn)行狀況，并將故障詳細(xì)報(bào)文傳輸至調(diào)度端，為故障的巡查和處理提供可靠的技術(shù)支持；具有“遙控、遙測(cè)、遙信”功能，故障情況下實(shí)時(shí)上傳故障信號(hào)及故障報(bào)文數(shù)據(jù)至調(diào)度端，同時(shí)直發(fā)短信、直撥手機(jī)通知相關(guān)工作人員，便于及時(shí)組織搶修[3]。

數(shù)據(jù)傳輸方式靈活，可以采用有線光纜，也可以采用中國(guó)電信3G、中國(guó)移動(dòng)2G GPRS、中國(guó)移動(dòng)GSM等多種形式接入?？刂品绞届`活，可以調(diào)度遠(yuǎn)方控制，也可以就地地面電動(dòng)、手動(dòng)控制。設(shè)備廠家可以時(shí)刻通過GSM通信對(duì)設(shè)備通信情況進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)設(shè)備失電可及時(shí)通知設(shè)備管理單位。

故障切除裝置供電方式多樣，可以采用AC 220V，也可采用DC 110V。裝置內(nèi)部有蓄電池及儲(chǔ)能裝置。

2 接觸網(wǎng)故障切除裝置用于分區(qū)所改造的原理

CTQ支線接觸網(wǎng)故障切除裝置終端設(shè)備由單級(jí)真空組合斷路器和CTQ支線接觸網(wǎng)故障智能切除控制終端裝置兩大部分，以及其他附屬設(shè)備，如電壓互感器、避雷器等組成。其中，單級(jí)真空組合斷路器內(nèi)附電流互感器，CTQ支線接觸網(wǎng)故障智能切除控制終端主要由控制器倉(cāng)、電源倉(cāng)、電池倉(cāng)3個(gè)部分組成。

接觸網(wǎng)故障切除裝置代替分區(qū)所實(shí)現(xiàn)上、下行并聯(lián)，并在上、下行任何一側(cè)出現(xiàn)故障時(shí)可通過遠(yuǎn)動(dòng)退出上下行并聯(lián)，確保線路平穩(wěn)運(yùn)行。半邊拆除的分區(qū)所可直接從所內(nèi)引出DC 110kV電源供CTQ故障切除裝置用電；分區(qū)所全所拆除后，無(wú)法引出DC 110V電源，因此故障切除裝置的電源采用GBZW-27.5kV型取電式電源裝置從接觸網(wǎng)上取電來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。

以朔黃鐵路南灣分區(qū)所為例，接觸網(wǎng)故障切除裝置安裝主接線如圖1所示，單臺(tái)接觸網(wǎng)故障切除裝置安裝如圖2所示。

圖1 接觸網(wǎng)故障切除裝置主接線

圖2 單臺(tái)接觸網(wǎng)故障切除裝置安裝

3 實(shí)施過程

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖3所示。

圖3 施工工藝流程

3.2 施工步驟

3.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)資料組織技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，掌握施工內(nèi)容及施工工藝，及早發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題并提出解決辦法。

（2）提前將所需材料、工器具準(zhǔn)備齊全放置妥當(dāng)，并檢查確認(rèn)材料完好無(wú)損。

（3）調(diào)查CTQ裝置及過渡供電線支柱，重復(fù)利用現(xiàn)場(chǎng)既有供電線支柱。并對(duì)電源線路徑進(jìn)行規(guī)劃。確定支柱、過渡供電線、電源等方案及故障切除裝置布置及接線圖。如圖4所示，以南灣分區(qū)所故障切除裝置現(xiàn)場(chǎng)布置為例，支柱A-G充分利用現(xiàn)場(chǎng)既有供電線跨越支柱以及跨越的供電線，新組立支柱新1#。CTQ裝置采用單桿安裝，分別位于新1#、G支柱上，編號(hào)231、232，手動(dòng)隔開2311、2321分別安裝在C、F支柱上，取電式電源裝置安裝在A支柱上。附屬設(shè)備電壓互感器、避雷器與CTQ同支柱安裝。

圖4 接觸網(wǎng)故障切除裝置現(xiàn)場(chǎng)布置及接線

（4）與運(yùn)營(yíng)單位、供電段、設(shè)計(jì)單位、調(diào)度室等共同協(xié)商確定故障切除裝置型號(hào)，提報(bào)物資采購(gòu)計(jì)劃，對(duì)材料、設(shè)備進(jìn)行檢查及交接試驗(yàn)，同時(shí)提報(bào)天窗施工計(jì)劃。選項(xiàng)參考依據(jù)如表1所示。

表1 CTQ系列產(chǎn)品選型特征

3.2.2 支柱組立

（1）根據(jù)調(diào)查結(jié)果確定方案，對(duì)既有支柱不能滿足的要求的重新進(jìn)行組立，為下一步安裝設(shè)備、電源裝置做好準(zhǔn)備。

（2）根據(jù)定測(cè)位置進(jìn)行基坑開挖施工。

（3）利用汽車吊或軌道吊組立支柱并整正。

3.2.3 故障切除裝置及附屬設(shè)備安裝

（1）單級(jí)真空組合斷路器安裝。根據(jù)確定的方案，安裝真空組合斷路器。首先安裝設(shè)備托架，托架可以采用單桿安裝和雙桿安裝形式，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，可以采用單桿安裝。由于真空組合斷路器設(shè)備比較重，可以采用吊車在天窗點(diǎn)內(nèi)安裝。兩個(gè)供電臂分開進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)延續(xù)分區(qū)所內(nèi)的斷路器編號(hào)方式，231、232。

（2）CTQ支線接觸網(wǎng)故障智能切除控制終端裝置安裝。控制終端裝置作為組合斷路器的操作及控制機(jī)構(gòu)，在斷路器下方距地面2m以上安裝。

（3）電壓互感器安裝。電壓互感器在計(jì)量功能使用，安裝在CTQ的上方，方便引線。

（4）避雷器安裝。避雷器安裝在CTQ支柱的頂端。

（5）手動(dòng)隔開安裝。手動(dòng)隔開作為上下行斷開時(shí)的明顯分界點(diǎn)，分別在圖4中的支柱C和F上安裝，兩個(gè)供電臂分開進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)延續(xù)分區(qū)所內(nèi)的電動(dòng)隔開編號(hào)方式，2311、2321。接觸網(wǎng)故障切除裝置終端設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝如圖5所示。

圖5 接觸網(wǎng)故障切除裝置終端設(shè)備安裝

3.2.4 取電式電源安裝及電源引入

（1）利用天窗點(diǎn)安裝取電式電源裝置。將取電式電源裝置（容量為600VA）正極從供電線T接，負(fù)極從回流線T接，取電式電源裝置正極前加裝27.5kV熔斷器一組（1A）。取電式電源裝置的容量根據(jù)CTQ儲(chǔ)能電機(jī)等的功率確定。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，利用既有供電線跨越支柱安裝取電式電源裝置，如圖4中的A支柱。取電式電源裝置的安裝按照電壓互感器的安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

（2）配電箱安裝及接線。取電式電源裝置出口安裝配電箱1個(gè)，配電箱為一進(jìn)兩出，一路為東冶方向故障切除裝置提供電源（電纜型號(hào)：VV22-2×6），另一路為滴流磴方向故障切除裝置提供電源（電纜型號(hào)：VV22-2×6）。電纜敷設(shè)采用穿管敷設(shè)方式，在天窗點(diǎn)外進(jìn)行。

3.2.5 故障切除裝置系統(tǒng)調(diào)試

（1）對(duì)于采用有線通信方式的CTQ，需要提前敷設(shè)通信光電纜，并接入調(diào)度系統(tǒng)。

（2）設(shè)置系統(tǒng)通信波特率，要確保能夠正常通信，必須保證網(wǎng)絡(luò)中各通信設(shè)備波特率相同。

（3）設(shè)置系統(tǒng)通信設(shè)備地址，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)具有多個(gè)通信設(shè)備時(shí)，必須保證網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)通信設(shè)備地址唯一。

（4）對(duì)設(shè)備的調(diào)度遠(yuǎn)方控制、就地地面電動(dòng)控制、就地桿上控制柜電動(dòng)控制、就地?cái)嗦菲鳈C(jī)構(gòu)箱電動(dòng)控制、就地?cái)嗦菲鳈C(jī)構(gòu)箱手動(dòng)控制及旁路開關(guān)等功能進(jìn)行調(diào)試。

3.2.6 設(shè)備引線安裝

（1）根據(jù)圖4的接觸網(wǎng)故障切除裝置現(xiàn)場(chǎng)布置及接線示意圖，從跨越供電線、接觸網(wǎng)引線至手動(dòng)隔開、避雷器、單級(jí)真空組合斷路器接線端，并且T接至電壓互感器，形成回路，通過故障切除裝置實(shí)現(xiàn)上下行供電臂并聯(lián)運(yùn)行。

（2）為保證試運(yùn)行期間故障切除裝置故障時(shí)分區(qū)所能迅速恢復(fù)運(yùn)行，既有上下行接觸網(wǎng)供電線上網(wǎng)連接維持不變。

3.2.7 故障切除裝置投入運(yùn)行

（1）安裝及調(diào)試完成后，申請(qǐng)?zhí)齑皟?nèi)斷開分區(qū)所231、232斷路器，斷開所內(nèi)電動(dòng)隔離開關(guān)（分區(qū)所退出運(yùn)行）；當(dāng)?shù)睾螩TQ裝置2311、2321手動(dòng)隔離開關(guān)，確認(rèn)合位并加鎖；電調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)合CTQ裝置231、232斷路器并確認(rèn)合位（故障切除裝置投入運(yùn)行）。接觸網(wǎng)故障切除裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝完成如圖6所示。

圖6 接觸網(wǎng)故障切除裝置安裝完成

（2）故障切除裝置投入試運(yùn)行。試運(yùn)行48h，如果出現(xiàn)設(shè)備故障立即回復(fù)分區(qū)所進(jìn)行供電。

（3）試運(yùn)行未發(fā)現(xiàn)問題，第二個(gè)天窗點(diǎn)拆除既有分區(qū)所及供電線。

3.2.8 既有分區(qū)所及供電線拆除、改造

（1）拆除既有分區(qū)所內(nèi)設(shè)備、房屋，進(jìn)行基礎(chǔ)、高壓室、電纜溝、給排水及設(shè)備安裝等施工。施工中注意機(jī)械設(shè)備與過渡設(shè)備的絕緣距離。

（2）拆除剩余的既有供電線，進(jìn)行新供電線基礎(chǔ)、支柱組立、導(dǎo)線架設(shè)等作業(yè)，達(dá)到開通條件。

3.2.9 新分區(qū)所投入運(yùn)行、故障切除裝置退出

利用天窗點(diǎn)，配合牽引變電所AT開通投入新建AT分區(qū)所。因分區(qū)所兩側(cè)的牽引變電所可能無(wú)法同時(shí)開通，分區(qū)所投運(yùn)時(shí)首先斷開需要投運(yùn)側(cè)的CTQ，分區(qū)所運(yùn)行正常后，拆除CTQ及附屬裝置。

4 新的使用方案

由于現(xiàn)場(chǎng)為器件式分相絕緣器，在牽引變電所發(fā)生故障或者外部電源同時(shí)故障時(shí)，使用上述安裝方式不具有越區(qū)供電的能力。在施工過程中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，得出以下安裝方式，不僅可以在既有電氣化鐵路直供分區(qū)所原址AT改造中代替既有分區(qū)所的作用還可以實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電的功能[5]。

利用現(xiàn)場(chǎng)支柱在A1、A2、B1、B2上安裝單級(jí)手動(dòng)隔離開關(guān)，在C、D上安裝單級(jí)電動(dòng)隔離開關(guān)，新立支柱E、F安裝CTQ接觸網(wǎng)故障切除裝置。在牽引變電所正常送電的情況下閉合開關(guān)C、D，CTQ接觸網(wǎng)故障切除裝置則代替分區(qū)所作用實(shí)現(xiàn)上下行并聯(lián)供電。當(dāng)牽引變電所無(wú)法送電時(shí)，則打開開關(guān)C、D，閉合開關(guān)A1、A2、B1、B2實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。

接觸網(wǎng)故障切除裝置使用方案如圖7所示。

圖7 新的故障切除裝置使用方案

5 結(jié)論

采用新的安裝方案不僅可以為分區(qū)所原址重建爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，而且在牽引變電所發(fā)生故障時(shí)，可以立刻采取措施進(jìn)行越區(qū)供電，減少對(duì)正常運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>