铁路牵引变电所的典型故障与处理

铁路牵引变电所的典型故障与处理

韩海峰

大秦铁路股份有限公司大同西供电段 山西大同 037000

摘要：随着中国铁路的快速发展，对牵引供电系统提出了更高的要求。如何提高铁路牵引供电系统的可靠性，保证高速铁路供电质量，已成为铁路供电工作者迫切需要解决的问题。由于牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两个模块组成，而牵引变电所是牵引供电系统的“心脏”，因此提高牵引供电可靠性的主要途径是尽量减少牵引变电所的故障，并在故障发生后迅速处理，以缩短其停电时间。

关键词：牵引变电所；故障；处理；

要保证铁路安全准点运营，必须提高为其提供动力的牵引供电系统的可靠性。牵引变电所作为铁路牵引供电系统的“心脏”，承担着为列车运行供电直接动力来源的重任，一定要对出现的各类故障及时正确地处理，缩短停电时间。本文对目前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。为牵引变电所值班员、检修试验人员在工作中如何快速有效应对各类故障提供了参考。

一、一次设备故障及处理

1.主变压器故障及处理。当主变压器因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。当主变压器保护动作跳闸后，要尽快依照牵引变电所运行检修规程要求对其进行试验、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，经技术主管部门确认合格后再投入运行。

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。

3.互感器故障及处理。互感器故障时，应立即将故障互感器退出运行后再处理，在退出运行时要及时投入备用设备或调整设备运行方式、相关保护定值。互感器故障后要及时检查确认其外观是否良好，及其熔断器状态，再判断是否属于二次回路故障。如一切正常应及时通知检修车间对故障设备进行试验检查处理。

4.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。

5.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。

二、二次回路故障及处理

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。

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110 V）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.直流接地故障的查找及处理。在直流盘或二次回路中判断是正接地还是负接地；瞬时在直流盘上依次断开合闸回路、事故照明、控制母线、信号母线开关，进一步确认直流接地在哪一条回路中；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；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500 V摇表对该回路进行分段检测；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；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。

三、电缆线路故障与处理

机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、设计和制作工艺不良和护层的腐蚀是电缆线路常见故障。声磁同步法是一种准确性和可靠性都很高的方法，探寻电缆主绝缘故障的精准位置时，这是首选的方法，当这种方法失效时再采用其他方法进行定点。（1）首先将故障电缆金属层两端接地，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。（2）打开声磁同步法故障定点仪器，在高压信号器十几米外的电缆路径上，察看仪器信号接收情况，如果接收不到，需要查看电缆两端接地线是否良好，确保电缆故障周围仪器能接收到脉冲磁场信号。（3）根据测定距离的结果，结合电缆的走向，确认大体方位，携带声磁同步法故障定点仪器，通过脉冲磁场的变化，确定电缆位置。（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。

总之，牵引变电所典型故障主要包括一次设备、二次设备和电缆线路故障。故障处理时应本着“先通后复”的原则尽快恢复送电，同时还要坚持人身安全第一的原则，一切作业必须有供电调度命令，严禁无令操作，臆测行事。一切作业均应做好安全措施，确保人身安全和设备运行安全。只有日常工作中不断探索，总结故障查找及处理经验，才能快速找到故障原因，获得合理的解决方案，确保铁路牵引供电运行的安全性。

参考文献：

［１］赵芳．高速铁路牵引变电所技术．2020．

［２］王浩宇．浅析高铁牵引供电系统常见故障及处理．2021.