高速铁路牵引供电设备故障判断与分析

高速铁路牵引供电设备故障判断与分析

牛建军

牛建军

中国铁路济南局集团有限公司济南供电段山东济南250000

摘要：牵引供电设备是高速铁路重要的行车设备，一旦发生事故，中断供电，将直接影响行车，干扰正常运输秩序，因此牵引供电设备的可靠运行对高速铁路显得尤为重要。

关键词：高速铁路；牵引供电；常见故障；故障分析

前言

目前我国高铁进入了快速建设阶段，为铁路运输注入了新的活力。目前我国高铁技术在不断的发展及完善过程中，已基本成熟，高铁的供电系统能够处于良好的运行状况，确保了运输的正常秩序。我国高铁使用的是牵引供电系统，在高铁运营过程中供电系统会存在着一些常见的故障，对这些故障的快速处理，则是保证我国高速铁路正常运行的关键。

1牵引变电相关故障

1.1故障原因分析

经过对运行的高铁故障进行调查分析表明，发生机率最多的则是牵引所内断路器跳闸故障，部分高铁在一年多的运行时间内，发生断路器跳闸的故障已有几十次之多。导致牵引所断路器发生跳闸事故的原因是多方面的，但主要原因还是由于雷击、机身原因、过负荷及外部环境等所导致跳闸的发生。

1.2故障处理及应对办法

1.2.1在高铁运行过程中是没有办法消除雷雨天气的影响，这就需要做好提前预防措施，即在雷雨季节到来之前，需要对其管内的避雷设施和接地系统进行全面的检查。确保各点的避雷针、避雷器和引线等避雷设备都处于正常的状态，这样即使发生雷击时，也可以起到限制雷电波的作用，从而减少断路器跳闸故障的发生。对于雷击引起跳闸的故障发生后，则需要到故障点进行检查，找出雷击点，确定故障的损坏情况，然后进行相应的处理，确保避雷设备符合规定的要求。

1.2.2对于机车自身原因引起的跳闸。当跳闸故障是由机车自身原因所导致的，则需要设备管理单位及时与机车部门进行联系，获得更多的故障信息后，对故障原因进行明确。而对于机车原因所导致的跳闸，则需要对跳闸时机车所处位置进行检查，及时找到故障点，进行处理，以防止由于机车故障而导致损坏接触网设备，带来更大的损失。

1.2.3对于过负荷引起的跳闸，这种情况发生时则需要从两个方面来进行处理。其一，过负荷所导致的跳闸的发生具有间隔性，所以说明当跳闸时，最大负荷与牵引所的整定值之间相当接近，所以只需要对牵引所的整定值稍微调高一点即可解决跳闸故障的发生；其二，也可以限制列车取流的办法来进行，即对这一区段的列车速度进行降低，或是对这一区间列车追踪的间隔进行适当延长，也可以使跳闸故障得到很好的解决。

1.2.4外部环境导致跳闸的发生，多是由于异物、鸟巢、树木、施工等所导致的，对于这种情况，则需要加大监控力度，从而做到及早发现，及早解决，有效的避免事故的扩大。

2隔离开关相关故障

在牵引供电系统中，其中最重要的设备即是隔离开关。通过隔离开关可以有效的对部分设备和线路进行停电，使其进行检修；同时利用隔离开关的开合，还可以对出现故障的线路进行供电方式的改变。

2.1故障原因分析

隔开开关常见的故障有以下几个方面：（1）机械方面故障要是隔离开关的刀闸的开合角不到位以、电机及整理部件损坏、螺栓力矩不够造成虚接导致电气烧伤；（2）远动方面故障主要表现在本地与电调综自系统显示不一致或非远动分合闸及远动无法操作，其主要原因是综自系统故障；（3）电气方面故障主要表现为因铜铝过渡处没有按要求使用铜铝过渡板造成化学腐蚀；

2.2故障处理及应对办法

针对隔离开关常见故障处理方法为：（1）机械方面的故障是对烧损的静触头进行了更换。并定期检查隔离开关操作设备及分合角，通过红外、紫外等先进设备进行监测以及测温片等手段加强监测；（2）远动方面的故障要求厂家定期对相应的数据采集模块进行检测，发现问题进行更换；（3）对于因施工造成未安装铜铝过渡的处理办法要求施工单位对没有安装处所全部重新安装。

3接触悬挂及接触网相关故障

3.1故障原因分析

接触悬挂及接触网常见的问题主要是关节及线岔处线间距不足，主要发生在承力索、接触线、弹性吊索、吊弦及接触悬挂设备之间。对照沪杭高铁接触网主要技术标准，导致故障发生的原因则是在外部环境的变化下，线索产生热胀冷缩等物理变化，这样则会导致接触网静态参数发生相应的变化，从而发生故障。同时如果在施工过程中不能规范的进行电连接压接等，也会导致接触网故障的发生。

3.2故障处理及应对办法

对于无法满足线间距动态标准要求时，则需要在线索上安装绝缘护线条和加装等位线，加装后还需要对其进行定期监测，确保其运行的正常；而对于线索之间已经处于相磨状态时，则需要根据线索间距的变化规律来制定方案对接触悬挂进行调整，调整过程中要避免对设备所带来的损害发生；同时还要加强对关键部位的测量工作，从而对静态数据的变化情况进行掌握，以便于及时发现问题。

4弓网故障

4.1常见弓网故障

随着速度的提高，高速接触网的动态变化显著增大，受电弓与接触网之间会出现离线现象，受电弓会因为磨损等产生划痕甚至损坏。常见弓网故障都是受电弓和接触网关系不良引起，主要有：1）脱弓、打弓、钻弓、抬弓；2）机车自动降弓；3）拉弧。

4.2故障处理及应对办法

（1）加强对接触网设备的监测、检测、检修。对重点设备做好数据记录及分析，各部螺栓的紧固达到要求力矩；（2）严格按温度曲线安装、调整接触网设备，保证补偿装置、支持装置、定位器、开关引线、电连接线在温度变化时不致影响受电弓取流或参数发生较大变化；（3）加强外部环境的监管。做好线路添乘及巡视，对上跨桥、上跨线、附近广告牌、塑料布、节庆气球等及时发现及时处理，防止落到接触网上造成弓网故障；（4）对下发的动检数据应足够重视，仔细检查认真复测。

5避雷器

金属氧化物避雷器优点是产品体积小、重量轻、不易破损、运输安装方便，因此避雷器本身很少出现问题。

5.1避雷器常见故障

避雷器相关问题有：（1）避雷器爆裂。（2）避雷器脱离器损坏。（3）计数器避雷器失效。（4）避雷器接地极损坏或电阻过大。

5.2故障处理及应对办法

通常情况下避雷器都会安装在牵引所、AT所、分区所等各网点上，对于安装避雷器的重要部位要进行重点的检测和检查，而在检测这些重点部位时，也要对避雷器的运行状态进行确认。在避雷器安装前需要对其进行检验，同时采用正确的运输和储存方式，对避雷器脱离器、计数器和接地极进行定期的检查，同时还要对接地电阻进行测量，以便于能够及时发现问题，及时进行处理。而在雷雨季节到来时，则需要进行全面的检查，并做好记录。

结束语

当前，随着我国高铁建设的蓬勃发展，大量高速铁路相继开通运营，而新设备、新技术的运用又不可避免带来一些新的问题。这就需要我们增强对牵引供电设备故障本质的认识，提高技术和管理水平，提升牵引供电设备运行品质和安全可靠性，为今后各高铁线路的开通运营提供一定的依据，为铁路运输事业的科学发展、和谐发展提供有力的保证。

参考文献：

[1]程亮；高速铁路牵引供电典型故障分析及对策[J]；中国新技术新产品；2017（03）

[2]曾凯；关于高速铁路牵引供电故障应急抢修方法及体会[J]；通讯世界；2017（02）

[3]李宏科；高速铁路牵引供电系统6C检测的应用与展望[J]；中国新通信；2016（07）