高速铁路牵引供电典型故障分析及对策

程亮

摘 要：本文通过对我国高速铁路牵引供电设备发生的几类典型故障进行分析，指出减少和预防故障的应对方法，深化对牵引供电设备的认识和相关问题的分析，进一步提高专业技术水平及相关管理水平，使我国铁路电气化的运行更加可靠、稳定。

关键词：高速铁路；牵引供电；典型故障；措施

中图分类号：U224 文献标识码：A

铁路运输是加强不同区域人们的沟通和交流的纽带，与经济社会和生活水平的提高有着紧密的联系。保持铁路供电系统的稳定、可靠与铁路运输的效率的提高、安全性的提升息息相关。这些年来，在电气化技术的发展的推动下，我国铁路中的牵引供电技术不断进步，并及时嵌入应用到我国铁路机车的供电系统设计中。同时，其不断发展也使得铁路机车供电系统的复杂性、技术含量越来越高。

一、典型故障分析

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。

二、影响牵引供电正常工作的典型故障主要有下列几类。

（一）牵引变电所故障

牵引变电所最常见的故障是牵引变电所跳闸，主要原因有以下几点：

1.雷击。

2.机车自身。

3.过负荷。

4.外界环境。

其中外部环境原因引起跳闸约占跳闸总数的85%以上。

（二）接触悬挂及接触网相关的故障

接触悬挂及接触网的主要故障为关节及线岔处线间距不足，承力索、接触线、弹性吊索、吊弦及接触悬挂设备经常出现此类问题。特别是由于季节性或者作业产生的温度变化，相关设备易出现热胀冷缩，使得接触网静态参数也随之产生变化，极易导致此类故障的发生。另外，在技术人员施工过程中的疏忽也会导致此类问题，例如电连接压接操作不规范等。

（三）隔离开关相关的故障

隔离开关易出现的故障有以下4种：

1.首先是由于隔离开关的刀闸的开合角不到位、电机及整理部件损坏、螺栓力矩不够等机械方面的故障，这些故障易造成虚接，从而导致电气烧伤。

2.其次是本地与电调综自系统的显示不同、非远动分合闸及远动无法运转，这类远动方面故障产生的主要原因是系统故障。

3.第三类因铜铝过渡处没有按要求使用铜铝过渡板造成化学方面的腐蚀此类电气方面故障。

4.最后一类为固定在隔离开关支柱上的附加设备故障，此类属于隔离开关附属设备故障，例如，如PVC管等脱落等。

（四）分段绝缘器相关的故障

分段绝缘器故障一般为以下4类：

1.绝缘滑道被损坏。

2.销弧角产生了断裂。

3.本体电弧被灼伤。

4.表面碳粉堆积过厚。

（五）避雷器相关的故障

金属氧化物避雷器有着产品体积过小、重量较轻、较为坚固不易破损、方便运输并且安装方便的优点。其常见故障有以下4点：

1.设备爆裂。

2.设备脱离器损坏。

3.计数器失效。

4.设备接地极损坏或电阻过大。

（六）弓网相关的故障

弓网相关的故障通常发生在线岔、电分相、曲线段及各类线夹处，另外只要弓网设计存在瑕疵或者检修存在遗漏实质故障。因此此类故障特点较为综合，接触网或受电弓出现问题都会使其产生故障。随着列车运行速度的不断提高，使得接触网动态变化大，因此受电弓与接触网之间可能会出现离线等现象，甚至受电弓会可能因磨损而损坏。常见相关故障基本由于受电弓和接触网关系不良引起，例如：

1.受电弓脱弓、打弓、钻弓、抬弓。

2.機车自动降弓。

3.受电弓拉弧。

三、以上典型性故障的应对措施

（一）牵引变电所断路器跳闸故障的应对措施

解决方案：

1.可联系相关部门在每年雷雨季节来临前全面细致地检查管内的避雷的相关设施和接地系统。例如：牵引所、AT所、分区所处的避雷针及上网点处的避雷器、其引线等，保证此类避雷设施能够符合运行要求，从而限制雷电波的幅值，进而减少跳闸次数。

2.在确认是由于机车原因而产生的跳闸时，应及时联系机务部门，对牵引所跳闸时车辆的相关位置进行核查减少因机车故障的原因对接触网设备的损坏。

3.超负荷引起的跳闸的应对措施。可以先调整牵引所的整定值，只要稍微调高相关值即可。另外可以适当延长该供电臂区间的列车追踪间隔，或者降低该区段的列车速度。

4.对于外部环境引起的牵引所跳闸问题的应对措施。（1）重点对高速铁路附近危险源和人，做好安全宣传教育；（2）积极做好雷电预防。对雷电发生频繁处所、长大隧道两端、分相、接触网上网点等处所加装避雷装置；（3）安保措施到位。加大对鸟害的预防和治理工作，从建设到运营的各个环节引起重视，坚持防治结合的原则，减少鸟害引起的跳闸；（4）强化外部环境的监管。加强铁路沿线的巡视，对线路上存在的上跨桥、上跨线重点观测，对附近广告牌、塑料布、节庆气球及时处理，从而防止杂物干扰接触网造成弓网故障，善于利用监控系统尽早发现并处理，从而防止事态扩大。

（二）接触悬挂及接触网故障的应对措施

本着“精检慎修”的原则，一旦发现线间距不足，以及存在满足静态标准，但不能满足动态标准时，可以采取在线索上加装绝缘护线条和加装等位线的方法处理，同时定期对添加的绝缘护线条实时监测。一旦发现静态标准不能够满足，并且存在相磨的状态，应立刻制定方案对接触悬挂实时调整。同时需要减少反复调整对设备造成损害。对于线岔及关节式分相实施定期的测量，一旦发现了静态数据存在明显变化就应该对该部位重点进行细致检查。

（三）隔离开关故障的应对措施

解决方案：

1.机械方面的故障可以对烧损的静触头进行更换。对隔离开关操作设备及分合角的状态定期进行检查，另外可以通过红外、紫外以及测温片等加强监测。

2.远动方面可以要求生产厂家定期对相应的数据采集模块进行定期检测，及时发现问题实施更换。

3.对于由于施工造成未安装铜铝过渡而引起的故障，要求施工单位重新安装。

4.另外要求对隔离开关上附属设备用不锈钢丝实行固定，脱落设备脱落，同时安排巡视加强监测。

（四）分段绝缘器故障的应对措施

在安装分段绝缘器前仔细检查分段绝缘器外观，确保安装部件合格，严格按照标准安装，确保一年两次检查。一些分段绝缘器使用较为频繁，因此需减少检测、检修间隔，定期派人清扫表面堆积的碳粉，从而保证分段绝缘器的绝缘性能状态。

（五）避雷器故障的应对措施

由于避雷器一般安装在牵引所、AT所、分区所网点上，在日常监测、检测、检查这些重要部位的时候，需要对避雷器的状态同步确认。需要在安装前反复确认其设备检验合格，保持正确的运输方式及储存方法，定期对避雷器脱离器、计数器和接地极进行检查，并定时对接地电阻进行测量，一旦发现问题需及时处理。

（六）弓网故障的应对措施

解决方案：

1.强化对接触网设备的监测、检测和检修。认真将重点设备做好数据专项记录及数据分析，保证各部螺栓的紧固达到要求力矩。

2.施工时须严格按温度曲线实施安裝、及时调整接触网设备，保证补偿装置、支持装置、定位器、开关引线、电连接线能够在设备温度变化时避免或减少受电弓取流或参数发生较大变化。

3.积极加强外部环境影响的检测。做好相关线路添乘及巡视，对上跨桥、上跨线的排查，一旦发现类似广告牌、塑料布、节庆气球的影响应及时发现并处理，防止影响到接触网。

结语

本文通过对牵引供电设备发生的几类典型故障进行分析，指出减少和预防故障的应对措施，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，使我国铁路电气化的运行更加可靠、稳定，为今后各高速铁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]蒙朝.高速铁路牵引供电系统相关问题的分析[J].通信世界， 2014（2）：22-23.