高速铁路牵引变电所的典型故障与处理

杨大丽

摘要：要保证高速铁路安全准点运营，必须提高为其提供动力的牵引供电系统的可靠性。牵引变电所是牵引供电系统的心脏，为提高其可靠性，一定要对出现的各类故障及时正确地处理，缩短停电时间。对目前高铁牵引变电所实际运营中出现的典型故障进行了分析，给出了故障处理的方案。为高铁变配电检修工、高铁变电值班员在工作中如何快速有效应对各类故障提供了参考。

关键词：高速铁路；牵引变电所；故障；处理；电缆线路

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2015）04017702

1前言

随着我国高速铁路的快速发展，对提供动力的牵引供电系统提出了更高的要求。如何提高高铁牵引供电系统的可靠性，以保证高铁的供电质量确保其安全准点运营，成为高铁供电工作者亟待解决的问题。因牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两大模块组成，故提高可靠性的途径主要是尽量减少这两大模块的故障及出现故障后快速处理，缩短其停电时间。本文主要针对高铁牵引变电所的典型故障进行了分析，给出了故障处理的方案。

2一次设备故障及处理

2.1主变故障及处理

当因主变某一种保护动作造成开关跳闸后，该主变必须退出运行，由另一台备用主变投入运行，尽快恢复供电后再查找故障原因。当主变保护动作跳闸后，要尽快依照牵引变电所运行检修规程要求对主变压器进行试验、化验，通过试验、化验判断是否是主变内部故障，不属于内部故障，依照二次回路故障查找方法，排除误动原因，当故障消除后，经技术室确认合格后再投入运行。

2.2断路器故障及处理

断路器拒合、拒分后，首先退出运行，设法恢复临时供电，或投入备用断路器；并依照二次回路故障查找方法，排除二次回路故障，如不属于二次回路故障，尽快通知供电调度、车间，使检修、试验有关人员尽快赶赴现场，排除该断路器机械故障。经验收合格后，再投入运行。

2.3隔离开关、线夹故障及处理

隔离开关及线夹因接触不良、压接弹簧失去作用等原因造成局部发热甚至烧损触头和引线，应临时采取短接措施加固，并及时停电进行全面修复，以恢复正常运行。

2.4母线故障及处理

母线故障原因很多，如误操作使设备损环造成的故障，母线接触不良造成母线发热、烧断，小动物（老鼠、蛇）造成母线烧坏、磁瓶击穿等，当母线发生故障时，应尽快采取临时短接措施，拆除击穿、破损支持磁瓶，先保证临时供电，待正常停电后再恢复其母线和支持磁瓶。

3二次回路故障及处理

3.1二次回路故障

（1）二次回路常见故障有27.5KV压互断线、计量回路压互断线、控制回路断线、直流接地及母线电压过低、事故照明回路故障等。

（2）故障的现象：27.5KV压互断线光字牌显示后说明27.5KV压互回路可能有两点接地故障，易造成开关误动，必须尽快解除；控制回路断线光字牌显示后说明变电所内某台开关不能进行分合闸操作，必须立即停止该开关运行，防止保护拒动；变电所直流母线光字牌显示后说明变电所内已有直流接地现象出现，多点接地时将造成继电保护开关直接误动跳闸，应尽快消除；母线电压过低光字牌显示后说明电源侧电压失压或低于规定值，应尽快使其恢复正常，防止开关拒合、拒分、保护拒动；事故照明回路故障将造成事故情况下照明设施不良。

3.2二次回路故障处理

（1）二次回路故障处理要求。

查找二次回路故障必须2人同时进行，采用电阻法及使用摇表时，必须断开所有来路方向的电源。采用电压法和电位法带电测试时，必须确认所选用档位是否正确。查找过程中使用的工具必须进行绝缘包扎，并确保电压回路不短路，电流回路不开路，防止直流接地。二次回路故障查找要求查找人员熟悉并能够分析该二次回路。

（2）二次回路故障查找的方法。

①导通法：采用电阻法查找时必须断开所有来电方向的电源，不清楚的情况下必须用万用表电压档进行验证。使用“导通法”时，要注意被测元件是否有旁路，否则有可能会误判断，因此必须将旁路拆开，导通法一般用来检查电流回路。

②压降法：压降法是用万用表电压档带电测量二次回路断线、被控元件不动作的常用方法。检查时，先将万用表表笔“+”极接接正电位点，“-”极接负电位点，测量电源正负极间电压，若指示值为直流220V（或110V）左右，说明电源电压正常；然后依次测量各选择点之间的电压，若测量得电压值过小或表计上无接指示，则说明故障即在此回路的两个测量点之间。

③电位法：用“电位法”查故障时，将万用表打至直流电压档，先测量正负电源间的电压，确认回路电源电压与熔断器正常，再按图纸判定待测回路各点正常时的电位极性。如果被测点为正极性时，将万用表“-”极接地，“+”极接被测点，则指示电压应为电源电压一半左右，如果指针反偏或与正常值相差很大，说明该点与正电源之间有故障；若被测点为负极性时，将“+”极接地，负极接被测点，若指针反偏或与正常值相差过大时，说明该点与负电源之间有故障。“电位法”查找线路故障，若线路正常情况下为通路状态，则在线路断线点到正电源之间均为正电位，断线点到负电源之间均为负电位。

3.3直流接地故障的查找及处理

采用“分段法”，短时断开直流供电回路，寻找接地点。当断开某一回路时，直流系统恢复正常，说明接地点在该回路中，然后进一步查明处理。

（1）在直流盘或二次回路中判断是正接地还是负接地。

（2）瞬时在直流盘上依次断开110KV合闸回路、27.5KV合闸回路、事故照明、控制母线（有的所分控制母线I段、II段）、信号母线开关，进一步确认直流接地在哪一条回路中。

（3）依次在配电盘或端子箱内依次瞬时拔掉各开关控制信号回路小保险，以确认是哪条回路故障，缩小接地范围。

（4）判断出哪条回路故障后，断开该回路所有来路电源，经确认无电后用万用表或500V摇表对该回路进行分段检测。

（5）合闸回路接地，如果是环路供电，应将环线从中间回路断开，分别合两路合闸电源，判断接地具体在哪一段，然后分别甩线以查出具体接地点。

（6）查找直流接地具体回路时必须边甩线、边接线，不得造成直流双重接地和保护开关拒动。

4电缆线路故障及处理

4.1电缆线路常见故障

（1）机械损伤。

机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例，造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受外力损坏、行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成电缆的铅（铝）包裂损及因自然现象造成的损伤。

（2）绝缘受潮。

绝缘受潮的主要原因有因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水、电缆制造不良或金属护套有小孔或裂缝及金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

（3）其它原因造成的故障：绝缘老化变质、过电压、设计和制作工艺不良和护层的腐蚀。

在分析电缆故障发生的原因以及寻找故障点时，极重要的是要特别注意了解高压电缆敷设、故障及修复的情况，要注意做好电缆安装敷设及故障修复过程中的记录工作。主要记录故障发生现象及故障性质、故障排除经过、电缆及附件型号规范、运行情况及校验情况。分析了解可能造成电缆故障的原因，对于今后寻找电缆故障点是很有帮助的。

4.2电缆线路故障的查找及处理

因声磁同步法定点的精度与可靠性都很高，探寻电力电缆主绝缘故障的精确位置时，首选声磁同步法，在声磁同步法探测不到故障点时，再采用其它故障定点方法定点。

（1）首先将故障电缆金属护层两端接地，然后用高压信号发生器向电缆的故障相与金属护层（或铜屏蔽）之间施加脉冲高电压。为保证故障点放电声音的强度，施加的脉冲电压尽量要高一些，但向低压电缆中施加的电压尽量不要高于6KV，其放电声音的强度用提高电容容量的方式来保证。

（2）携带并打开声磁同步法故障定点仪器，到距离高压信号发生器十几米外的电缆路径上，查看仪器是否能接收到脉冲磁场信号，如果接收不到，需要查看电缆两端的接地线是否接地良好或根据情况改变接线方式，使故障电缆周围产生仪器能接收到的脉冲磁场信号。

（3）按照故障测距结果，根据电缆的路径走向，找出故障点的大体方位，携带声磁同步法故障定点仪器到该处，通过仪器显示的脉冲磁场的正负，找到电缆的位置。

（4）在电缆的路径上，前后移动定点仪器探头的位置，观看仪器屏幕显示的声音波形，直到在一个位置多次周期性地看到声磁同步法定点仪器显示的故障声音波形，说明故障点已距此不远。继续移动探头，监测仪器接收到的故障点放电的声磁时间差，到放电声音波形前的直线段长度最短的地方，即声磁时间差最小的地方，所对应探头的下方即为故障点的精确位置。

5结语

总之，高铁牵引变电所典型的故障主要包括一次设备、二次设备和电缆传输线路故障，只有通过在实践中不断摸索，总结经验，对出现的各类故障快速查找原因，采取科学合理的处理方案，才能提高牵引供电系统的可靠性，为高速铁路的安全可靠运营提供保障。

参考文献

[1]中国铁路总公司.高速铁路牵引变电所技术[M].北京：中国铁道出版社，2014，（6）.

[2]王芳.浅析高铁牵引供电系统常见故障及处理[J].科技创新与应用，2014，（9）.