李 銳

0 引言

AT供電制式具有牽引網(wǎng)阻抗小，電壓損失小，電能損耗低，供電距離長(zhǎng)的特點(diǎn)。采用AT供電制式，牽引變電所和輸電線路的設(shè)計(jì)數(shù)量相對(duì)較少，可節(jié)約電力系統(tǒng)的投資；接觸網(wǎng)電分相數(shù)量的設(shè)置較少，更適合動(dòng)車組的高速運(yùn)行。因此，AT供電制式被廣泛應(yīng)用于高速電氣化鐵路供電系統(tǒng)。

但由于AT供電制式需沿接觸網(wǎng)線路架設(shè)正饋線，且正饋線對(duì)地電壓25 kV，電氣化鐵路設(shè)備維護(hù)工作量大大增大。特別是正饋線安裝高度較高（有時(shí)高達(dá)15 m），且位于支柱田野側(cè)，遠(yuǎn)離線路，一旦發(fā)生故障，搶修極為困難。本文在既有京廣線鄭州—武昌段電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合徐蘭高速鐵路鄭州—西安段電氣化設(shè)備現(xiàn)狀，進(jìn)一步對(duì)高速鐵路正饋線故障的搶修問題進(jìn)行探討，并給出了一種簡(jiǎn)單、快捷的故障搶修方案。

1 鄭西高鐵AT供電制式簡(jiǎn)介

鄭西高鐵AT供電制式采用全并聯(lián)形式，如圖1所示。全并聯(lián)AT供電制式是在復(fù)線AT供電制式的基礎(chǔ)上，將上下行牽引網(wǎng)的接觸線、鋼軌和正饋線在牽引變電所出線處、AT所及分區(qū)所處均并聯(lián)起來。與不并聯(lián)的AT供電制式相比，在相同負(fù)載條件下，可以減少牽引網(wǎng)電力損失約10%；同時(shí)，由于在每個(gè)AT所都進(jìn)行了并聯(lián)，負(fù)荷電流在上下行牽引網(wǎng)進(jìn)行了均分，使得線路運(yùn)行更加均衡，大大提高了供電的可靠性和帶負(fù)載能力。

圖1 全并聯(lián)復(fù)線AT供電制式示意圖

2 正饋線故障特點(diǎn)及分析

日常設(shè)備運(yùn)營(yíng)檢修中，因高速鐵路接觸網(wǎng)巡視方式多為添乘巡視，維修天窗多處于夜間，不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除正饋線設(shè)備隱患，故障幾率較高。

（1）由于正饋線安裝位置遠(yuǎn)離鐵路線路，位于接觸網(wǎng)支柱外側(cè)，當(dāng)大風(fēng)等惡劣天氣情況下，因危樹和輕飄垃圾搭掛原因引發(fā)故障的情況較多。

（2）由于正饋線隨接觸網(wǎng)線路架設(shè)，范圍較廣，故障巡視查找面過大，且變電所、分區(qū)所出口部分多采用高壓電纜，埋設(shè)于地面以下，使故障位置確認(rèn)相對(duì)困難。

（3）當(dāng)正饋線斷線時(shí)，因其安裝位置較高，接續(xù)處理難度較大；當(dāng)發(fā)生高壓電纜故障時(shí)，電纜頭制作工藝要求高，短時(shí)不易恢復(fù)。

3 正饋線故障搶修

3.1 正饋線故障一般搶修方案

（1）正饋線絕緣子故障，影響接觸網(wǎng)正常送電時(shí)，若屬絕緣子臟污造成的，則清掃臟污絕緣子；若屬絕緣子擊穿造成的，則更換故障絕緣子。

（2）正饋線斷線接地時(shí)，在接觸網(wǎng)作業(yè)車平臺(tái)上或拆除斷線處兩側(cè)5～6個(gè)正饋線懸掛點(diǎn)，將正饋線放至地面；使用緊線工具將2個(gè)斷頭緊至重合400～500 mm后進(jìn)行接續(xù)，然后吊起正饋線恢復(fù)原安裝形式。當(dāng)需截除受損的正饋線時(shí)，應(yīng)并接適當(dāng)長(zhǎng)度的同材質(zhì)輔助線索。

（3）正饋線燒傷需補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，在接觸網(wǎng)作業(yè)車平臺(tái)上或拆除斷線處兩側(cè)5～6個(gè)正饋線懸掛點(diǎn)，將正饋線放至地面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

（4）該搶修方案僅適用于范圍較小且位置已確認(rèn)的正饋線故障。

3.2 正饋線故障改進(jìn)搶修方案

采用全并聯(lián)AT供電制式，因其上下行牽引網(wǎng)的接觸線、鋼軌和正饋線在牽引變電所出線處、AT所及分區(qū)所處均處于并聯(lián)狀態(tài)，當(dāng)供電臂某一 AT段（相鄰變電所、分區(qū)所之間）正饋線回路不通，無(wú)接地故障時(shí)，負(fù)荷電流仍可通過相鄰的AT所或分區(qū)所流入另一行正饋線，回流至牽引變電所；當(dāng)取消整個(gè)供電臂的正饋線運(yùn)行，改為直接供電方式時(shí)，負(fù)荷電流可通過綜合接地線及大地回流至牽引變電所，發(fā)生該情況時(shí)應(yīng)將該區(qū)段運(yùn)行列車追蹤間隔延長(zhǎng)到7 min以上?；谝陨戏治?，可采取如下改進(jìn)搶修方案。

（1）當(dāng)發(fā)生正饋線故障范圍較小且位置已確認(rèn)時(shí)，采取將故障正饋線整錨段撤除運(yùn)行的搶修方案。在故障正饋線錨段末端下錨處，分別斷開故障錨段與其相鄰錨段正饋線對(duì)向下錨間的連接線，使該錨段正饋線撤出運(yùn)行。恢復(fù)送電時(shí)，故障供電臂范圍內(nèi)的AT所、分區(qū)所自耦變壓器投入運(yùn)行。

（2）當(dāng)發(fā)生正饋線大范圍故障或不能確認(rèn)其故障位置時(shí)，應(yīng)將故障正饋線整個(gè)供電臂撤出運(yùn)行，改為直接供電制式的搶修方案。實(shí)施步驟如下：

第1步，斷開正饋線與牽引變電所間的電氣連接。正饋線上網(wǎng)前設(shè)有單極隔離開關(guān)時(shí)，在故障供電臂停電條件下斷開該單極隔離開關(guān)。正饋線上網(wǎng)前未設(shè)單極隔離開關(guān)，但設(shè)有架空線與電纜過渡支柱時(shí)，可在故障供電臂停電條件下斷開過渡支柱處正饋線連接線；當(dāng)牽引變電所正饋線采用電纜直接通過雙極隔離開關(guān)上網(wǎng)時(shí)，可在停電條件下拆除故障供電臂正饋線上網(wǎng)點(diǎn)處開關(guān)引線。

第2步，斷開正饋線與AT所、分區(qū)所間的電氣連接。斷開故障供電臂范圍的AT所、分區(qū)所內(nèi)相應(yīng)斷路器、隔離開關(guān)及相應(yīng)上網(wǎng)隔離開關(guān)（可遠(yuǎn)動(dòng)操作）；同時(shí)，確認(rèn)牽引變電所出口處上下行并聯(lián)開關(guān)處于分位。

第3步。恢復(fù)送電時(shí)，只對(duì)故障供電臂接觸懸掛送電，故障供電臂供電制式改為直接供電制式。

該搶修方案適用于各類正饋線故障搶修，特別是在以下情況可以壓縮故障停時(shí)，快速搶通線路：雖判定為正饋線永久性接地故障（斷線或絕緣子擊穿等），但故障地點(diǎn)短時(shí)難以確認(rèn)；雖正饋線斷線接地故障地點(diǎn)已被確認(rèn)，但短時(shí)難以徹底恢復(fù)；正饋線絕緣子大面積污閃，清掃工作量大，用時(shí)較長(zhǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）通過實(shí)施改進(jìn)搶修方案，可迅速恢復(fù)供電，最大限度減少正饋線故障對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊?，但故障設(shè)備并未徹底恢復(fù)，因此，須及時(shí)利用天窗時(shí)間對(duì)故障設(shè)備復(fù)舊。

（2）實(shí)施改進(jìn)搶修方案后，故障供電臂變?yōu)橹苯庸╇娭剖?，另一行供電臂變?yōu)閱尉€AT供電，負(fù)荷電流也不能進(jìn)行上下行均分，其均處于非正常運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，原有的保護(hù)不能準(zhǔn)確動(dòng)作，故障測(cè)距裝置也不能準(zhǔn)確發(fā)揮作用，因此，非正常運(yùn)行時(shí)間不宜過長(zhǎng)，應(yīng)盡快恢復(fù)全并聯(lián)AT供電制式。

[1]顏文祝，石瑞霞，黃寶權(quán).全并聯(lián)AT供電網(wǎng)絡(luò)的電氣特性分析及其故障測(cè)距方法的研究[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2007（1）：14-21.

[2]王小峰，高仕斌.全并聯(lián)AT供電牽引網(wǎng)斷線接地故障分析[J].電氣化鐵道，2007，（6）.

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