关于地铁接触网故障测距实现的探讨

林剑波

摘要：本文主要研究当前地铁接触网故障测距的实现相关问题。随着城市地铁网络建设的深入发展，地铁牵引供电系统的应用逐渐提升。这就要求地铁技术管理人员加强对于牵引供电系统可能出现故障的控制和管理。文章结合地铁接触网故障测距装置的具体情况，分析如何提升地铁接触网故障测距质量和效率，以期促进城市地铁网络的稳健发展。

关键词：地铁接触网;故障测距;行波波动方程

中图分类号：U270.3   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）11-0161-01

1 地铁接触网故障测距装置的构成

1.1行波数据采集系统。针对当前地铁接触网故障问题，在进行测距装置设计时往往需要配备多种功能，不仅需要保障可选择的多种启动方式，还需要在发生异常时及时发出信号并自检，设备本身也需要具备一定的精准性、适用性和便捷性。当前地铁接触网故障测距装置主要由四部分组成。其中最为首要的就是行波数据采集系统。行波数据采集系统主要由电流传感器、低速板、高速板、主板、电源开关等元件构成，在进行故障测距时利用行波数据采集系统中的电流传感器将两侧的电流信号转换为电压信号。低速板对故障的发生情况和问题进行判断，高速板及时对故障数据进行采集和记录。而系统的主板会对故障数据进行分类和存储，并添加时间标签方便相关内部硬件的协调与管理工作。

1.2通信网络。在实际应用的过程当中，为了保证地铁接触网故障测距装置的数据传输功能，因此装置必须要配备标准的以太网接口，能够支持多种类型的通信方式保障数据的顺利沟通。地铁接触网故障测距装置内部搭载的网络通信协议应该包括且不限于公众电话网、专线、电力数据网通信等数据交换方式，从而避免复杂的实际情况以及现场因素影响。

1.3行波后台综合分析系统。行波后台综合分析系统主要负责对设备的故障数据进行处理和分析，系统内部需要包含故障分析数据软件等内容，结合设备两端所产生的故障数据文件进行接触網故障测距与定位。分析系统还需要保障测距终端之间的有效通信，并且将测距结果以及历史故障等信息内容及时显示到终端上方便技术人员进行查阅。行波后台综合分析系统的建立有效实现了对故障数据的实时统计和查询功能，根据实际需要还可以配备打印功能，方便数据不同形式归档和取用。

2 地铁接触网故障的行波测距方法

2.1低压脉冲反射法。当前在进行地铁接触网故障行波测距的过程中主要采用三种形式，分别为低压脉冲反射法、直流高压闪络法以及冲击高压闪络法。低压脉冲反射法能够与单端行波法有效结合，利用相关技术手段对发射出的脉冲进行测量，一旦出现故障问题能够及时结合故障点对脉冲的反射情况进行分析，将故障点反射脉冲的时间与线路内部之间的波速进行集合运算可以有效得知故障距离。低压脉冲反射法也可以应对一些低压、短路或断路的情况，具有很强的适应性，可以广泛应用于多种地铁接触网故障测距。需要注意的是，在利用低压脉冲反射法进行接触网故障测距时，对反射脉冲的合理选择非常重要。在一般情况下会选择与低压脉冲反射法相适应的矩形脉冲，为了避免反射与发射脉冲出现的重叠问题，选择宽度较窄的脉宽能够更好的避免测距盲区，但是这种情况下反射脉冲也会存在一定的衰减，因此针对远距离的测距应用质量相对较弱。

2.2直流高压闪络法。相比于低压脉冲反射法，直流高压闪络法对故障信息的获取更加全面。结合过往地铁接触网故障实际情况可以发现，大部分的故障问题究其原因都是高阻故障，并配合存在泄漏性高阻故障以及闪络性高阻故障。作为脉冲电流法的一种，直流高压闪络法在进行地铁接触网故障测距时主要利用直流高压击穿电缆故障点，再通过信息获取设备收集故障点被击穿瞬间所产生的电流行波信号。通过对这些电流行波信号进行收集和分析能够有效确定故障的距离和位置，因此直流高压闪络法广泛的应用于闪络击穿性故障的检测。

2.3冲击高压闪络法。当前冲击高压闪络法在地铁接触网故障测距中的应用最为广泛，能够很好的应对泄漏性高阻故障和闪络性高阻故障。在实际应用的过程中，冲击高压闪络法首先需要对脉冲电流信号进行收集，其次需要避免泄露电压对高压试验设备内阻的破坏问题。在发生高阻故障时，地铁接触网故障位置的电阻很低，使得大量电流不断泄露，测试时很容易对高压实验设备造成破坏。而利用冲击高压闪络法能够很好的避免这一问题，通过在电容与电缆之间增加球形间隙能够保障设备对于试验电路的适应性，从而实现对地铁接触网故障的测距，方便维护人员采取针对性的措施第一时间解决故障问题。

3 小结

综上所述，当前常见的地铁接触网故障测距装置主要以行波数据采集系统和行波后台综合分析系统所构成，配合地铁接触网故障测距基础理论能够有效实现地铁接触网的故障问题进行测距。行波波动方程作为计算依据为地铁接触网故障测距提供了多种计算方法，提升了故障测距的工作质量和效率，为地铁网络的正常运行提供保障。

参考文献：

[1]何安琪，阎晓晖，何森等.基于贝瑞隆模型和遗传算法的地铁接触网短路故障测距方案[J].企业技术开发（学术版），2016，35（11）：24-27.

[2]成都唐源电气有限责任公司.地铁牵引供电系统直流侧短路故障测距装置及方法：中国，CN201210004742.2[P].2012-10-3.