錢平慎

沈陽鐵路局吉林供電段，吉林 132001

長吉城際鐵路接觸網AT供電方式故障測距的分析

錢平慎

沈陽鐵路局吉林供電段，吉林 132001

AT供電方式是目前我國高速鐵路采用的主要供電方式。本文通過對AT供電方式故障測距原理的分析，結合長吉城際鐵路實際運行中的故判數(shù)據，提出了故障測距失效的原因以及關于故障測距的體會。

接觸網； AT供電；故障測距

OCS；AT power supply；faulty location

長吉城際鐵路是沈陽鐵路局第一條采用AT供電的高速城際電氣化鐵路，連接長春、吉林兩大城市及龍嘉機場車站。接觸網一旦發(fā)生供電事故、故障，導致動車組停車，會嚴重干擾正常運輸秩序，造成不良的社會影響。因此，實現(xiàn)接觸網故障的精確定位，對于快速排除故障，縮短故障搶修時間具有十分重要的意義。

1 AT供電方式

AT供電方式是20世紀70年代才發(fā)展起來的一種供電方式。這種供電方式每隔10公里左右在接觸網與正饋線之間并聯(lián)接入一臺自耦變壓器，變壓器中性點引出與鋼軌和大地連接，如圖1所示。

AT供電方式無需提高牽引網的絕緣水平即可將牽引網的電壓提高一倍，而線路電流為負載電流的一半，所以線路上的電壓損失和電能損失大大減小。接觸懸掛上的電流與正饋線上的電流大小相等，方向相反，其電磁感應相互抵消，對其他通信設備干擾大幅度減小。因AT供電方式的供電電壓高、線路電流小、阻抗小、輸出功率大，使接觸網有較好的電壓水平，能適應高速大功率電力機車運行的要求。

圖1 AT供電方式示意圖

2 故障測距概況

長吉城際鐵路在各變電所、AT所、分區(qū)所配置了WCK-892GC AT故障測距裝置，基于遠動通道實現(xiàn)數(shù)據采集，由變電所饋出線處的測距裝置進行測距運算，能對牽引網故障類型（T-R、F-R、T-F）和故障方向（上、下行）進行判斷。

3 故障測距原理

變電所常用的接線方式如圖2所示。當接觸網發(fā)生故障時，牽引變電所饋線斷路器及AT所、分區(qū)所斷路器跳閘，然后牽引變電所饋線斷路器重合，若瞬時性故障，重合成功。AT所、分區(qū)所斷路器通過檢壓合閘或電調遠動合閘。變電所、AT所、分區(qū)所三處的吸上電流分別為

圖2 變電所常用接線方式示意圖

4 AT供電方式下故障測距失效原因分析

4.1 AT變未投入

由于吸上電流法需要根據牽引所及AT所、AT分區(qū)所吸上電流的大小，來判斷故障距離，如果AT變未投入，牽引變電所無法采集吸上電流進行AT法測距計算。

4.2 AT所或AT分區(qū)所通道故障

由于在故障發(fā)生時，AT所或AT分區(qū)所由于通道故障，未及時將故障電流數(shù)據回傳至牽引變電所，導致牽引變電所AT故障測距裝置無法根據吸上電流判斷故障距離。這時故測裝置給出的故障距離都是3km。

4.3 越區(qū)供電時相鄰供電臂故障

當本所越區(qū)供電至相鄰所時，在鄰所供電臂發(fā)生故障時，該供電臂AT所及AT分區(qū)所的故障電流會回傳至相鄰牽引變電所，而不回傳至本所，導致故障測距裝置無法正常工作。

4.4 接觸懸掛或正饋線斷線

當正饋線或接觸線發(fā)生斷線故障時,由于故障時的供電方式發(fā)生變化, AT變壓器由于缺相而無法正常工作，導致故障時無吸上電流，此時牽引變電所內相關饋線斷路器跳閘，故障測距裝置僅接收到本所故障電流，而造成故障測距不準確，嚴重時誤差可達1個AT間隔。

4.5 參與故障測距的電流互感器發(fā)生故障

吸上電流法是根據故障時牽引變電所牽引變壓器及相關饋線的AT變壓器吸上電流的大小來判定故障距離的，當相關電流互感器發(fā)生故障時，會導致故障測距裝置無法正常工作。

4.6 故障測距裝置自身故障

由于故障測距裝置本身發(fā)生故障，無法進行故障測距計算，導致故障測距失效。

5 關于故障測距的幾點體會

總結分析長吉城際鐵路開通以來發(fā)生的各次跳閘故障測距給出的故障距離、故障類型、故障電流以及實際故障地點，對于今后提高故障測距精度，判斷分析故障地點，合理確定故障處理方式，有如下體會：

5.1 要積累數(shù)據，及時修正參數(shù)

要提高故障測距精度，應在聯(lián)調聯(lián)試期間對所有供電臂進行起點金屬性和非金屬性以及末端金屬性短路試驗，根據實驗數(shù)據，修改故障測距中設置的各項參數(shù)，提高故障測距裝置的精度。在開通運營后，要注意總結積累每次跳閘后的故測距離、實際故障距離以及電流參數(shù)，及時修改故障測距參數(shù)，提高故障測距精度。以F線故障為例，雙吉牽引變電所211饋線短路試驗數(shù)據如表1：

表1 雙吉牽引變電所211饋線F線短路試驗數(shù)據

F線故測距離與實際距離相差424米。2011年10月18日，雙吉牽引變電所211斷路器發(fā)生跳閘，故障類型F線，故標距離K82＋416，實際距離K82＋243，誤差只有173米。

5.2 根據故障電流判斷故障地點

總結多次跳閘的數(shù)據進行分析，當故障測距裝置由于各種原因而造成誤報（即報出無效數(shù)據時），我們可以根據各牽引變電所、AT所、分區(qū)所所吸的故障電流的大小以及AT所、分區(qū)所斷路器跳閘情況，對故障區(qū)段及故障類型進行初步判定。當多次跳閘重合，且故障測距給出的電流數(shù)值及故障類型基本相同時，可以判斷多次跳閘一定是同一地點供電設備原因引起的，如表2。

表2 雙吉牽引變電所212跳閘數(shù)據

以長吉城際雙吉牽引變電所212斷路器3月13日和4月6日發(fā)生的兩次瞬間跳閘為例，兩次故障各種電流基本一致，根據牽引變電所和所1吸上電流，可以判斷故障點在雙吉牽引變電所和所1之間，且距雙吉牽引變電所較近。最后經檢查，故障點在K93＋660，故障點距離雙吉牽引變電所只有1400米。

5.3 故障測距的重召

當測距裝置在故障發(fā)生后，若判定某一所通道故障時，會發(fā)出自動重召命令，對故障后的數(shù)據進行重召，若此時，通道恢復，則給出新的故障測距數(shù)據，可能與上一次給出的數(shù)據不同，故障查找時，應以重召給出的故障距離為準。

5.4 F線故障

當牽引變電所發(fā)生跳閘故障，如重合不成功，且故障測距裝置給出的故障類型為F型，可以將該供電臂F線切除，退出AT變，變?yōu)橹惫┓绞?，恢復列車正常運行。根據長吉城際列車運行圖，當牽引變電所采用直供方式后，末端網壓仍然不低于26kV，完全能夠滿足動車運行需要。

5.5 AT測距法失效采用阻抗法測距

AT供電方式正常采用的是吸上電流法的故障測距，但通過實際運行和前面的分析，許多情況下AT測距法失效，尤其是當正饋線或接觸線發(fā)生斷線故障時, AT故障測距失效，故標距離與實際距離相差太大，影響故障查找和搶修。因此，必須在AT測距法失效的情況下，投入阻抗法測距。

牽引變電所、AT所、分區(qū)所各個特殊點發(fā)生故障，該點吸上電流遠遠大于其余地點的吸上電流，且在AT所及AT分區(qū)所附近短路時，由于該處離AT變壓器較近，由該AT變吸上電流經T線和F線返回牽引變電所，此時T線與F線吸上電流占故障電流的比例較大，且大小基本相同，故在牽引變電所報出的故障類型多為未知或TF型，此時，只有將該所的吸上電流綜合考慮，才能判定具體故障類型。

6 結語

本文結合長吉城際鐵路供電設備運行情況，對AT供電方式故障測距進行了分析，對提高故障測距精度和故障查找的一些體會進行了闡述。提高故障測距精度，必須在運行過程中，不斷積累故障數(shù)據，不斷對故障測距裝置進行修正，并在實際故障查找過程中不斷積累經驗。

[1]徐紅紅, 張雷. AT牽引供電方式的分析及應用[J]. 鐵道運營技術, 2007, 13(4）: 10～11

[2]盧濤, 韓正慶, 王繼芳. 全并聯(lián)AT供電方式的故障測距方法[J]. 電力系統(tǒng)及其自動化學報, 2006, 18(2）: 27～29

[3]王斌, 高仕斌. 全并聯(lián)AT供電牽引網故障測距方案的研究[J]. 供變電, 2006

[4]成都交大許繼電氣有限責任公司. AT故障測距系統(tǒng)設計文檔,2007.8

AT power supply is the main style in present of the high-speed railway in china. By analyzes fault location principle of AT power supply in the article, with fault location data in operation maintenance of changchun-jilin inter-city high-speed railway, the invalid reason of fault location and experience fault location is proposed.

U226.8+1

C

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.048

錢平慎（1976～），男，研究生，工程師。