铁路电力贯通线常见故障分析及查找方法.docx
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铁路电力贯通线常见故障分析及查找方法
铁路 10KV 电力贯通(自闭线)线路故障分析判断及查找方法
摘要:
介绍了铁路系统 10KV 电力贯通线路,单线、复线区段贯
通、自闭线路故障类别、产生的原因、分析判断及故障查找方法。
讲解
如何根据现象判断故障,快速查找、正确处理电力线路故障,最大限度
缩短停电时间,及时恢复供电,减少对运输生产的干扰。
关键词:
贯通线自闭线 短路接地故障分析判断查找
方法
引言
10KV 电力贯通线(自闭线)路是铁路电力系统的重要组成部分,
线路因点多线长,走径复杂,设备质量参差不齐,受气候、地理环境影
响较大,供用电情况复杂,设备故障率居高不下,影响着铁路供电系统
的安全运行,直接影响到铁路运输的安全正点。
如何正确有效地判断、
查找、处理电力线路故障,缩短停电时间,及时恢复供电尤为关键。
现
将电力设备故障类别,各种现象及分析判断方法进行论述:
一、10kV 电力贯通(自闭)线常见故障
(一)类别:
1、短路故障:
⑴相间短路(三相和两相短路);
⑵接地短路(两相短路接地、两点接地短路故障、单相接地短路)。
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2、接地故障:
⑴金属性接地;
⑵非金属性接地。
(二)造成设备故障的主要原因:
1、雷击瓷瓶击穿、避雷器击穿(爆炸)引线搭接在金具上。
2、外力原因造成倒杆、断线、电缆损坏。
3、设备原因造成故障,如瓷瓶击穿、连接线夹断裂造成缺相、电
缆接头工艺不达标造成接地或短路故障等。
4、气候因素造成故障,如大风倒树压在线路上。
5、设备缺陷处理不及时造成故障。
二、10KV 电力贯通(自闭)线常见故障分析及处理
1、短路故障
贯通(自闭)线跳闸后,重合闸、备自投均不动作或动作均不成
功时,首先由变配电所值班员分别调取跳闸、重合闸不成功、备自投不
成功时的数据,通过分析初步判断故障性质及位置。
根据分析情况,可
组织对跳闸线路进行试送电。
试送时应注意以下几个方面:
(1)正确选择试送电的配电所
①尽量避免用信号备用电源取自配电所的站馈柜,若试送电引起进
线断路器跳闸,则会造成这些站信号主备用电源同时停电。
②选择故障点远端的变配电所进行强送,且两配电所必须均取消备
2
自投及重合闸。
③选择进线、母联与馈线断路器整定值级差较大的变配电所进行强
送。
优先选择35KV等级的变电所,其次是选择配电所贯通线不在主供的
变配电所,如果并网条件好的,则需要并网倒电将主供所的贯通线(自
闭线)倒为备供,避免强送电时因线路故障未消除,造成越级跳闸,扩
大了停电范围。
④选择地方电源供电质量高、供电可靠的变配电所进行强送。
(2)组织试送电
①线路未装设故障分断装置,可在经过分析跳闸数据后,对跳闸线
路组织一次强送电。
②装设有故障分段装置的贯通(自闭)线跳闸后,根据故障分断装
置工作原理,在确认故分装置设备运行正常的情况下,可组织两次强送。
第一次强送,可闭锁线路故障点最近的故分装置,切除了故障区段。
第
二次强送,即恢复线路故障点前端设备供电。
近几年来,因故分装置状
态不良,设备质量参差不齐,造成动作不可靠,甚至误动作,给故障分
段隔离带来诸多隐患。
例如2013年4月5日1时30分XX35KV变电所XX柜
221QF过流Ⅰ段动作跳闸(Ia=95.64A, Ic=140.76A),重合闸、备自
投均不成功。
强送电时,除了故障区段故分装置闭锁外,还有XXX故分
装置自动分闸(未闭锁)后没有合闸,影响车站无电,因夜间出动不便,
加之地形条件复杂,待抢修人员赶到已经快要2小时!
无端的延误了送
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电时间,影响了3趟列车运行,严重打乱了运输秩序。
(3)以下情况,不应组织强送电:
①故障分段装置无电流保护,通过强送电不能自动闭锁装置,不得
进行二次强送电。
贯通(自闭)线出现故障后,可通过调度主站远动操
作故障分断装置,再进行试送电。
②配电所因进线、母联与馈线断路器整定值级差小,易造成越级跳
闸,在有贯通柜主供时不应采用以上配电所组织强送电。
③线路故障明显,跳闸电流很大,并造成越级跳闸,不得组织本所
强送电。
发觉故障电流异常大,原则不组织强送电,多为施工机具侵限
或路过车辆挂碰电力线路等造成。
强送电对人身和设备将造成很大的安
全隐患。
④线路跳闸后,外部信息反映有人触电、线路倒杆、断线,信息确
认并采取有效措施前不得组织强送电。
⑤线路上、故障线路相邻变配电所有人进行作业时,跳闸后不得组
织强送电。
经确认作业组作业正常后,方可组织强送。
⑥变配电所设备异常,馈线、母联、进线断路器保护动作不良,不
得组织强送电。
⑦线路故障明确,每次组织试送电前,在区间没有操作分断新一组
隔离开关或分断装置断路器前,不得试送电。
(4)贯通(自闭)线路永久性故障判断
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①具有远动功能的贯通(自闭)线路发生故障,应根据跳闸数据初
步分析故障距离,选择适当的分断装置断路器和拟操作配电所,先远动
断开分断装置断路器,再组织配电所试送电。
如试送不成功,则故障点
在分断装置前端,先从对侧配电所送电,操作断开前一组分断装置,再
组织配电所试送电。
如试送成功,则故障点在分断装置后端,此时故障
点已被切除。
②未具备远动功能的贯通(自闭)线路发生故障,由配电所打开故
障区段检示器电源,经过配电所试送,将线路故分装置闭锁,则试送所
至闭锁的故分装置间设备正常,故障区段在闭锁的故分装置至后端相邻
站间。
③如故障发生在夜间,故障区段已被隔离,并且不影响故障线路上
相关各车站行车设备,重要的是确认信号电源供电正常,次日组织巡视
查找故障。
2、接地故障
电力系统中性点接地方式主要有两种:
一种是大电流接地系统(直
接接地系统),其供电可靠性低,这种系统中发生单相接地故障时,出现
了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为
了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相;另一种是小电流接地
系统(不接地系统),其供电可靠性高,这种系统发生单相接地故障时,
不构成短路回路,接地相电流不大,但非接地相的对地电压上升为线电
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压。
故对电气设备的绝缘要求较高,一般接地后允许带缺陷运行2小时。
电力贯通线的接线方式属于小电流接地系统,因此,在线路发生接地时,
要迅速隔离故障区段,恢复正常线路供电。
(1)单相接地故障现象
①接地未断线:
现象:
主供所贯通母互柜线电压正常,相电压一相降低,另外两相
升高,3U0 大于 18V。
接地贯通柜可能有一相电流会升高。
备供所无明
显变化。
当出现配电所上报电力线路接地时,应按以下程序处理:
电力自闭
线、贯通线路发生单相接地时,相关人员能够根据变配电所的继电保护
动作情况,及时准确地判断出故障性质,快速准确地查找出单相接地故
障点,采取有效措施,迅速消除故障对人身和设备的危胁,确保电力贯
通线路安全运行,满足铁路运输生产经营的需要,安全优质地为铁路运
输生产服务。
②接地并断线:
现象:
当贯通线(自闭线)单相接地且已断线时,主供配电所母线
PT 电压异常,线电压正常,接地相相电压降低,其余两相相电压升高,
接地相的电流会较正常情况时偏高;备供配电所线路 PT 电压异常,与
断线相相关的线电压均明显降低,与断线相无关的线电压正常。
③断线未接地:
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现象:
当贯通线(自闭线)线夹断裂时,会出现断线未接地的现象,
主供配电所母线 PT 电压无异常,断线相电流较正常情况时偏低;备供
配电所线路 PT 电压异常,与断线相相关的线电压均明显降低,接近相
电压,断线相相电压接近零。
应按以下程序处理:
核实主供所电压情况,
确认除自闭母线段外其它线路段电压正常。
经验总结:
备供所线电压一相电压降低,一相正常,相电压一相几
乎为零,另一相正常。
若断线点在靠近备供所,主供所无明显的变化,
这种现象,也可能是备供所线路侧压互高压或低压保险熔断;若断线点
靠近主供所,则主供所断线相电流较平时小。
此时,调度应该询问配电
所接地现象,记录相线电压值的变化,记录配电所给的信号显示。
再核
实备供所监视电压情况,确认线路是否发生断线;同时要求电力工区核
实线路中间各站点三相负荷是否有电压异常情况,并通知电力工区做好
出动准备。
同时要求主备供配电所检查所内设备是否有异常,重点是贯
通柜线路压互等设备,若备供所是架空线引出,可要求配电所对各相验
电,以便更快更准确的判断出是否为断线故障,此时应充分考虑断线可
能带来的引起人畜触电、引发山火等不利因素,立即请示主管领导,是
否将贯通线停运。
同时要通知电调和电务段调度。
果断对故障线路停电,
以防止产生较大的危害。
例如:
确认贯通线断线时,通知相关电力工区出动,涉及两个电力工区的
应同时安排出动。
说明故障性质,有利于工区带齐相关工具材料。
若贯
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通线沿线有接触网工区,可提醒车间安排网工区先行分断该站相关隔离
开关。
电力工区分断隔离开关遵循的原则是:
交通方便、就近、分界点,
尽量不影响车站信号供电。
分断线路中间隔离开关时,应先注意以下问题:
① 根据停电后可能影响的范围向行调要点,考虑进一步要点可能,
填写倒电申请表时次数可充分放宽。
② 必要时为了防止全站信号无电,影响行车。
要与电调或地方等核
实信号备用电源是否可靠供电,是否开天窗。
③ 可考虑倒电时适当延长线路停电时间,使车站信号可靠切换至备
用,以利于故障处理中进一步倒电。
④ 尽量避免同一贯通线有两个断口就与行调销记,以免信号主备无
电。
⑤ 接地点与断线点可能并不是同一个点。
电力工区出动时,应要求尽量多派人手,在赶往分断点隔离开关处
时可沿线下人,便于确定故障时较快分合隔离开关。
确定故障范围后,
应采用逐一排除的方式进行处理。
④断线后两断头均接地:
现象:
当导线被汽车刮断、或接地时间较长,线路烧断后两断头接
地时,两断头能通过大地构成回路。
接地初始主供所、备供所现象与接
地现象一致,待两断头通过大地构成回路后接地现象消除,但主供所接
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地相电流会较平常略为偏高,偏高程度与接地点大地的阻值有关。
(2)单相接地故障查找方法
①基本查找方法
a. 自闭、贯通线瞬时断开法:
当同一个配电所同时对两个及以上贯
通(自闭)柜主供,无法确定是哪条贯通线单相接地时,可逐一
将主供所贯通柜断路器断开,由备供所备投,再通过观察两配电
所有无报警情况,判断发生单相接地的贯通线路。
(也可通过观
察各主供贯通柜的电流情况来判断,即电流变大的贯通柜出现了
单相接地故障。
)
b.优选法:
断开发生单相接地的相邻的两变配电所中间自闭、贯通
线的隔离开关,以确定发生单相接地的区段,从而进一步查找确定单相
接地故障点。
c.相邻段自闭、贯通馈线单相接地故障点的查找:
首先断开两段分
界点处隔离开关,以确定故障区段,然后再用“优选法” 查找确定相接
地故障点。
②具体查找方法:
a.收到接地信息,要分别询问主、备供变配电所的供电情况及信号
显示情况,并做详细记录。
根据配电所现象判断出现的是上述哪一种故
障情况。
b.如果判断为接地并断线或两断头通过大地构成回路时,应详细收
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集相关信息。
若接到危及人身的安全信息,或可能引起山火等造成重大
损失的信息时,要及时果断地断开电源。
及时组织人员以中间分断法进
行查找,隔离故障区段,尽快恢复各车站正常供电。
c.如果判断为断线未出现接地时,结合中间分断法和优选法来查找。
d.相邻局(站)故障点的查找。
首先断开两局(站)分界点处隔离
开关,以确定故障区段,然后再用“优选法” 查找确定相接地故障点。
e.利用远动装置进行故障查找:
当线路出现异常情况时,可利用远动装置进行故障的排查:
若贯通线有断线点,则断线点后端的车站信号主用或备用电源电压
会存在缺相的情况,这样可通过监测各站信号主有或备用电源的电压情
况,判断出现故障的区段,再远动操作线路上的故分装置,将故障点隔
离在两故分装置间,恢复正常线路的供电。
若贯通线只有接地点,则各车站的信号主用及备用电压无明显变化,
可通过远动装置分合线路上的故分装置,由两相邻配电所各对一段线路
供电。
再根据两配电所的信号显示情况判断故障范围。
经过进一步对线
路故分装置的远动操作,可将故障点隔离在两故分装置间,恢复正常线
路的供电。
故障区段隔离后,由相应电力工区对线路进行巡视,隐蔽故障点用
线路整体绝缘摇测法查找,即断开故障区段耐张杆过引线,分别摇测两
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端线路绝缘,故障在绝缘低一侧。
找到准确故障点后,再根据故障性质
制定相应的处理方案。
总之,当电力贯通(自闭)线路出现故障时,要分析故障现象,正
确判断故障性质,及时安排抢修人员出巡,确保铁路运输生产秩序。
三、外部因素造成电力贯通(自闭)线故障的分析和查找
有人故意将贯通、自闭线的隔离开关拉开一半造成接地和弧光短路
故障,此类现象较为突出。
如 2013 年 3 月 18 时 05 分报:
配电所进线
电源波动,进线电流波动(Ia10A 至 35A),2#所用异响,母线电压
Uab=5.95KV,Ubc=10KV,Uac=5.69KV;Ua=0.6KV,Ub=5.89KV,
Uc=6.4KV。
判断为进线缺相。
电力工区检查是进线 018#杆 GK 锁具被
破坏、绑扎铁线被剪断,隔离开关有扳动迹象,边相触头放电。
经抢修
人员处理后恢复正常。
同样是事在 2009 年 8 月 25 日 18 时 16 分,配
电所监视 12#柜线路电压异常,检查结果是 389#杆隔离开关被人为拉
开一部分,中相正在放电,检查开关无损伤,工区重新闭合开关后恢复
正常。
施工机械误碰故障大都属于金属性接地,重合闸重合成功的几率决
定于误碰体的通流能力。
通流能力较小的物体往往被烧断,可以重合成功,
通流能力较大的物体往往重合不成功。
施工地段此类故障频发,多为挖
机挖坏电缆或挂断电力线路后造成接地短路。
要求我们在工作中对施工
地段要有所了解,要求工区加强日常巡视,发现施工及早提醒制止,与
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施工方签订相关协议,防止故障发生。
因导线挂上异物的故障大都属于高阻接地,线路故障时异物往往被烧
毁,重合成功的几率较大。
雷雨天气易出现雷击,大雪无风天气由于导线上积雪过多易断线,雨加
雪冰冷天气轻载线路会因覆冰断线,浓雾天气绝缘子有可能污闪,暴风天气
耐张杆距离较小的线路易放电,线路负荷过重且存在导线接头接触不良的
问题,容易引发接头发热烧断故障。
还有故障频发的多为有线路交叉跨越
或树木侵限地段。
四、电力线路故障查找方法总结
故障的查找归根结底还要通过人来完成,必须召集足够合适的人员,应将
故障数据、分析定性结果、现场情况及巡视重点向全体人员进行详细的
交代,做到每个人都心中有数。
要求巡视人员必须到位到责、不能因为难
于到位而漏过任何一个可疑点。
而且要提醒出动巡视的人员要特别注意
人身安全,将故障线路视为带电,巡视发现问题不能私自处理,必须报
请值班电力调度员发令后操作。
巡线时除了注意线路本身各部件及重点
故障相外,还应注意附近环境。
如交叉跨越、树木、建筑物和临时的障碍
物;杆塔下有无线头木棍、烧伤的鸟兽以及损坏了的绝缘子等物。
发现与
故障有关的物件和可疑物时,均应收集起来,并将故障点周围情况作好记录
和拍照,作为事故分析的依据。
如果排除了全部的可疑点后,在重点地段没有发现故障点,应扩大巡视
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范围或全线巡视,也可以进行内部交叉巡视。
如果还是没有发现故障点,可
适当组织重点杆段或全线的登杆检查巡视。
登杆检查巡视由于距离较近,
可以发现杆塔周围不明显的异常或导线上方、绝缘子上表面等地面巡视
的死角,对怀疑为雷击的情况应增加避雷器的悬挂金具、放电间隙和杆塔
上部组件的检查。
以上仅是一些常规的故障查找程序,但事故的突发性、不确定性和线
路的千差万别,决定了故障查找方法的不尽相同,应根据具体情况具体分析,尽
快找到故障点是唯一目的。
对距离较短的线路,由于保护及自动装置测量
的故障数据精确度不高,稍加分析定性巡线就行;碰上线路保护及自动装置
有问题,给出的数据不全、没有数据或越级数据仅有事故特征,也应根据故
障分析和定性,尽快组织故障查找。
尽管经过精心的组织和检查巡视,总还
是有一些故障点不能找到:
一方面,有的故障点由于不明显、处在查找方法
的死角或故障痕迹很快被掩盖而不能找到;另一方面,故障点不在本单位管
辖的范围内,或干脆就没有故障。
保护定值计算整定错误、保护误动、越
级等原因引起的线路跳闸也是常有的,这些问题应由技术部门一起来解决。
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