牵引变电所馈出开关跳闸后的故障判断和查找

靖广标 上海铁路局调度所

随着全路列车运行速度的提高，特别是动车组列车的大量开行，牵引供电的重要性日益显现。牵引变电所馈线开关一旦发生跳闸，无法供电时，将迫使运输能力下降，甚至中断行车。所以，供电调度员在牵引变电所馈线开关跳闸时，能够对跳闸的原因进行科学准确的分析和判断，并迅速组织人员查找到故障点、及时排除故障尤为重要。

1 故障的判断方法

我局管内牵引供电系统采用的是集中远动控制模式。跳闸发生后，供电调度员要根据远动系统调度端上传的跳闸报文信息以及其他反馈信息，进行综合分析判断，判明故障性质和类型。

1.1 根据开关跳闸后，重合闸动作的情况，判断故障类型

接触网的馈线开关都设有自动重合闸功能，调度员可以根据开关的重合闸动作成功与否来判定故障类型。

(1)重合闸不成功。变电所断路器跳闸，重合闸和强送均不成功，此类一般判断为永久性故障。

(2)重合闸成功后又跳闸。变电所断路器跳闸重合成功，过一段时间又跳闸，此类一般判断为断续性故障。

(3)重合闸成功。变电所跳闸后重合成功，此类一般判断为瞬时故障。

1.2 依据故障信息内电量及非电量的值，判断故障类型

鉴于电气化铁道接触网的运行特性，根据系统上传的故障报文中的电压值、电流值、阻抗角以及故障录波的波形图等可以判断出故障类型。

(1)电压低（17 000 V 以下）、电流较大（1 000 A 以上）、阻抗角在70°左右，可以判断为金属性接地故障。图1 为洪塘乡牵引所在2011 年3 月20 日因慈城站东端岔区下行线67#～69#支柱间承力索断线引起的跳闸报文。

图1 洪塘乡所接地故障报文截图

(2)电压较高（20 000 V 以上）、电流较小（1 000 A 左右）、阻抗角在40°以下，可以判断为过负荷。图2 为洪塘乡牵引所在2011 年4 月30 日因供电臂内电力机车和动车组过多引起的跳闸报文。

(3)电压较高（20 000 V 以上）、电流较大（2 000 A 左右）、机车后方的馈线的阻抗角大于90°、机车前方馈线的阻抗角小于40°，可以判断为机车带电过分相。

(4)跳闸报告中谐波含量较大且出现二次谐波，可判定为机车内部故障。

图2 洪塘乡所过负荷故障报文截图

1.3 依据供电臂开关跳闸的不同现象，判断故障类型

由于牵引供电接触网的特殊性，而且电力机车是通过受电弓从接触网上高速滑动取流，根据供电臂开关跳闸的不同现象也可以判明故障类型。

(1)同所同一方向供电臂上、下行同时跳闸，且两个馈线故障报告、故标值基本一致，可判断为上跨电力线或其它高空金属物同时坠落在上下接触网上并接地。

(2)两相邻所相邻供电臂同时跳闸，可判断为机车带电过分相，或分相处隔离开关闭合、重联机车升双弓等。

(3)同一变电所两个方向供电臂同时跳闸。可判定为机车带电过分相，或供电线高空金属物同时坠落、分相处隔离开关闭合、重联机车升双弓等。

(4)接连跳闸，且故标指示沿某电力机车运行方向变化，可判定为机车故障。如2007 年9 月24 日23：08，连城变电所211DL 阻抗一段跳闸，故标3.96 km，重合成功，23：10，此所211DL 又跳闸，故标9.18 km，重合不成功。后检查发现，跳闸原因是一机车内绝缘子闪络放电并造成击穿。

2 故障的查找方法

牵引供电接触网故障的查找，应根据运行经验，结合当时运输具体情况，随机应变，灵活地采取相应办法。

2.1 巡视所内设备，查找所内故障点

一旦跳闸，供电调度员要安排牵引变电所值班人员在第一时间内巡视相关室内外设备，判定是否由于变电所设备故障引发的跳闸，防止故障查找方向的错误。

如2008 年1 月19 日，丹阳牵引所213DL、214DL 开关阻抗一段保护动作，重合失败，所内值班员巡视发现，吕城方向上、下行供电线电缆头击穿烧坏。供电调度迅速组织越区供电，恢复了丹阳－吕城上下行供电。

2.2 重点参考故障标定装置显示的故标数据查找

供电调度根据上传的故标值，通知相关接触网工区对故障探测装置指示地段的电力机车、接触网设备重点查找。随着技术的进步，故障探测装置的准确率越来越高，按指示地段两端扩大重点查找，成为找到跳闸原因最有效的方法之一。

如2010 年5 月5 日，六摆渡牵引变电所211DL 阻抗I 段跳闸，重合成功，故障测距2.63 km；213DL 阻抗I 段跳闸，重合失败，故障测距3.9 km。供电调度通知网工区重点巡视近所端，巡视发现六摆渡-镇江区间下行线分相处承力索断线。

2.3 加强与行车调度员的联系，根据其他部门的信息反馈快速查找

2.3.1 根据机车司机反映的情况

从司机手中取得第一手资料，对查找跳闸原因帮助很大。主要是网上异物、断线、刮弓、接触网放电、机车绝缘子闪烙或击穿、机车内部故障等故障。

2.3.2 根据车站人员反映情况

车站人员在查找跳闸原因过程中有时起着重要的作用。设备放电、网上异物以及路外人员反馈的信息一般也会反馈到车站。如2010 年2 月5 日，沪昆线春申牵引所216DL、217DL 断路器距离一段跳闸，重合失败，试送216DL 失败、217DL 成功。七宝站值班员反映七宝站北头上跨桥处，接触网上有异物。网工区到现场后发现，由于上跨桥施工时铺路机械电缆掉落，造成承力索断线。

2.3.3 工务、电务等单位人员反映情况

工务、电务等单位人员主要是巡视发现部件脱落、断线以及施工拨道量过大造成接触网拉出值（或之字值）过大而发生弓网故障等。

2.4 根据气象状况进行故障查找

供电调度员在接触网跳闸后，要询问跳闸的牵引所所在地区或管辖网工区所在地天气情况，根据天气状况，巡视重点部位，快速找到故障点。

2.4.1 雷雨、大风天气

主要考虑避雷器是否爆炸、绝缘子击穿及雷电引起变电所跳闸、电缆头损坏、树木倒在接触网上、网上有异物等。如2010 年7 月9 日，温州南牵引所211DL、212DL 跳闸，212DL 重合成功，211DL 重合失败，试送也失败。抢修人员巡视发现，211 馈线的供电线27# 支柱悬式绝缘子串被雷击碎，导致供电线下垂与横担接触。

2.4.2 大雾天气

主要考虑绝缘闪络、击穿，与带接地刀闸隔离开关连接的分段绝缘器烧伤；"V"型天窗作业时渡线分段击穿；电力机车受电弓支持绝缘子击穿引起断线；接触网带电设备对跨线桥、管底面放电等。

2.4.3 大雪、冻雨天气

除考虑绝缘闪络、击穿以外，重点考虑上跨桥、管、隧道上雪融化后结冰对桥底设备放电，跨越电力线断线，冻雨发生时接触网敷冰，弓网拉弧引起跳闸、弓网放电等。

2.4.4 晴朗天气

主要考虑薄弱设备（线岔、关节、分段、器械式分相）引发的弓网故障、入地电缆故障，外单位施工地点部件脱落引发故障等。

2.5 对不易发现的隐性故障，采用分段排查

在巡视无法发现故障点时，可以采用拉开绝缘锚段关节的隔离开关分段试送电的方法隔离故障区段，缩小检查范围。在拉隔离开关强送电过程中，巡视人员在强送电区段注意接触网设备状态，关注有关异常声、光、电等信息，确定故障点并及时反馈。

对于高速铁路接触网锚段关节的隔离开关具备远动操作条件的，当轨道车巡视受限，应用此法可以快速隔离故障区段。

如2011 年1 月31 日，沪宁城际无锡东牵引所213DL 和214DL 同时阻抗一段跳闸，213DL 重合成功，214DL 重合失败且试送也未成功。由于此时该段有大量高速动车运行，供电调度采用分断试送的方法，将故障区段（10 km 左右）隔离，恢复其他区段供电，并建议行车台组织动车组惰性通过故障区段，然后利用行车间隙找到了故障点并处理。

3 结束语

总之，我们牵引供电系统的调度人员必须对供电开关跳闸高度重视，根据各方信息认真分析跳闸原因，组织抢修人员查找引起跳闸的故障点，吸取以往故障处理工作中的经验教训，总是能找到跳闸原因。故障查找到以后，故障处理及事故抢修，要遵循"先通后复"的原则，以最快的速度设法先行送电，然后通知有关部门制定预案，要点再恢复设备正常的技术状态。