接觸網故障

接觸網故障,是指沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路發生故障,一般是斷電故障,導致這類故障發生的因素有很多,而天氣因素占主要因素,其次是人為的破壞因素。

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概述

接觸網故障,是指沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路發生故障,一般是斷電故障,導致這類故障發生的因素有很多,而天氣因素占主要因素,其次是人為的破壞因素。

故障內容

當前接觸網故障主要包含以下幾項內容:
1.基礎構件損壞,如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎的損壞;
2.基礎安裝結構件損壞,主要是連線接觸網導線和基礎構件損壞; 3.接觸網導線損壞,這部分作用就是傳輸電流給電力機車
4.其他輔助構件損壞,包括回流線、附加懸掛等的損壞。

故障成因

天氣因素占主要因素,其次是人為的破壞因素。且往往是天氣因素導致的斷電是主要因素。

接觸網故障判斷及方法

為及早判斷出故障性質,根據以往的故障,將一些判斷故障的主要思路和方法總結如下。
一、惡劣天氣易發故障
1、大霧天氣:首先考慮絕緣閃絡、擊穿,與帶接地刀閘的隔離開關連線的分段絕緣器燒傷;“V”型天窗作業時渡線分段擊穿;電力機車受電弓支持絕緣子擊穿引起斷線;接觸網帶電設備對跨線橋、管、隧道底面放電等。
2、大雪天氣:除第1條所列項目外考慮上跨橋、管、隧道上雪融化後結冰對橋底設備放電。
3、雷雨天氣,主要考慮避雷器是否爆炸,絕緣子擊穿及雷電引起變電所跳閘、電纜頭損壞、樹木倒在接觸網上等。
4、大風天氣,主要考慮是否網上有異物;樹枝觸網;樹木倒在接觸網上等。
5、凍雨天氣:一般表現為跨越電力線斷線,弓網放電。
二、氣溫急劇變化:主要考慮引線、電聯接、供電線、正饋線、上跨橋下設備對地絕緣距離減小放電或過緊拉歪開關、避雷器等設備;補償裝置卡滯;線岔卡滯;懸掛交叉處是否產生摩擦放電現象。
三、晴朗天氣:主要考慮薄弱設備(線岔、關節、分段、器械式分相)引發的弓網故障;入地電纜故障;外單位施工地點部件脫落引發故障等。
四、根據跳閘情況判斷
1、永久接地:變電所斷路器跳閘,重合閘和強送均不成功,可能由於接觸網或供電線斷線接地、絕緣子擊穿、較嚴重的弓網故障、機車故障等。
2、斷續接地:變電所斷路器跳閘重合成功,過一段時間又跳閘,可能是接觸網或電力機車絕緣部閃絡;列車超限、貨車綁紮繩等鬆脫;樹木與接觸網放電、接觸網與接地部分距離不夠、接觸網斷線但未落地、弓網故障等。
3、短時接地:變電所跳閘後重合成功,一般是絕緣部瞬時閃絡、電擊人或動物、網上飄落物、樹枝燒斷等。
五、根據跳閘報告內容判斷(以下按照歸算至一次側數值進行判斷)。
1、電壓低(17000V以下)電流較大(1000V以上)阻抗角在70度左右,可以判斷為金屬性接地故障。
2、電壓較高(20000V以上)電流較小(1000A左右)阻抗角在40度以下,可以判斷為過負荷(動車組過負荷阻抗角10-25度左右)。
3、電壓較高(20000V以上)電流較大(2000A左右)阻抗角不定,可以判斷為機車帶電過分相。
4、上下行同時跳閘,兩個饋線跳閘報告基本一致,可判斷為上跨電力線或其它高空金屬物同時墜落在上下接觸網上並接地。
5、跳閘報告中諧波含量較大且出現二次諧波,可判定為機車內部故障。
6、同所同行(上行或下行)同時跳閘(阻抗角根據各所情況分析),可判定為機車帶電過分相。
7、兩相鄰所同行(上行或下行)同時跳閘(阻抗角根據各所情況分析),可判定為機車帶電過分相。
8、電壓為零能重合成功,負荷較大時跳閘,變電所發電壓(PT)迴路斷線信號,可判定為電壓迴路斷線。
9、阻抗I段跳閘,一般為故障點較近(線路長度85%以內)的情況。
10、阻抗II段跳閘,一般為故障點較遠(線路長度85%以外)的情況。
11、阻抗I、II段後加速同時動作,電流較大(3000A以上),可判定為接地故障。
12、故標指示沿某電力列車運行方向變化,可判定為機車故障。
13、重合或強送失敗的跳閘報告數據一般較為準確,應相信故測指示數值。
六、根據受電弓損傷位置判定
1、受電弓上有傷痕,主要考慮電力機車行走路徑上的線夾偏斜、導線硬彎、分段、器械式分相消弧棒鬆動下垂低於導線面等原因造成。
2、受電弓刮壞,主要考慮是線岔電聯接位於始觸區並且馳度過大;分段絕緣器技術狀態超標;定位、支持裝置鬆動下垂等。
七、外界反應
1、車站人員反映情況,主要是設備放電;
2、工務、電務等單位人員反映情況,主要部件脫落、斷線;
3、機車司機反映的情況,主要是網上異物、斷線、刮弓等故障;
八、特殊故障
1、變電所饋線有電而接觸網無電:可能是供電線斷線,上網點斷開,開關引線斷線、常閉開關誤動打開等原因。
2、變電所沒有跳閘,但現場已經出現影響行車的設備故障,比如線岔脫落、吊弦折斷、中錨鬆弛脫落、線索上掛有飄落物等沒有接地但已影響行車的情況。

京滬高鐵故障

京滬高鐵三天兩次“趴窩”
兩次故障均與供電設備有關,2011年7月12日11趟進京列車晚點,鐵路部門致歉
京滬高鐵安徽宿州附近供電設備故障,經搶修,13時排除故障。故障導致至少11趟列車到達北京南站 晚點,3趟列車從北京南站推遲發車。對列車晚點給旅客造成的不便,鐵路部門表示歉意。
2011年7月10日,因山東省境內雷雨大風,造成京滬高鐵曲阜東至滕州東至棗莊間下行線接觸網故障斷電,導致19趟下行列車晚點。
網友微博稱看到火花
對於此次故障,很多網友在微博上進行描述。網友“張作金”說,上午11時許,京滬高鐵D182次列車在宿州電纜被燒,火花從視窗閃過,尖叫聲中動車迫停。其時間、地點與鐵路部門的說法相吻合。
網友“Onebowl”說,G14列車開動後,過了蚌埠就開始以30-45公里時速爬行,過5分鐘後保持在75公里。
據乘坐G109次列車的網友“錢麥斯”介紹,他乘坐該列車於昨日上午8時43分從北京南站啟程,於11時30分左右滯留于山東棗莊附近,“車內秩序還可以,空調正常開啟,電燈也在供電。”該網友稱,G109次於12時50分再次啟動,但只開行了5分鐘又停了下來,下午1時38分,該車才再次啟動。
11列進京高鐵晚點
2011年7月12日下午,北京南站地下一層的出站口外,紅色的顯示牌上,G字頭的京滬高鐵列車均顯示“晚點”或“晚點未定”。記者初步統計,顯示牌上顯示的晚點車輛總計11趟。
15時40分,受故障影響的首趟列車到達北京南站,該列車本應在14時10分到達。
在售票處,多名旅客正在排隊購買京滬高鐵車票,售票顯示牌上的高鐵列車出發時間為“正點”。據了解,昨日,北京南站乘坐京滬高鐵前往青島、濟南方向的旅客沒有受太大的影響,受影響最大的是前往上海方向。故障不僅導致前往北京南的上行列車晚點,而且造成北京南發車的下行列車延遲發車。
北京鐵路局按照應急預案,臨時啟用2輛16編組的備用車,以保證每位旅客都有座位,而且都能到達目的地。
- 專家分析
故障1
高鐵接觸網為何不堪“雷擊”
專家稱,從一個半小時的修復時間來看,不是一般的雷擊
鐵路部門表示,2011年7月10日18時左右,因山東省境內雷雨大風造成京滬高鐵曲阜東至滕州東至棗莊間下行線接觸網故障,影響京滬高鐵19趟下行列車,並於當日19:37修復接觸網故障,恢復行車。
中國中鐵提供的材料,京滬高鐵接觸網採用雷電防護技術,電氣冰融技術,提高了綜合防災性能。
既然如此,為何仍然被雷擊?中鐵電氣化局宣傳部部長王志堅昨日在電話中表示,不是電話里一句兩句能解釋清楚,如果有興趣,等鐵道部公布(原因)以後可以詳細說一說。王志堅表示,事故的原因正在調查中,“我們也希望抓緊發布。”
對此,電力系統曾參與京滬高鐵電網建設的一位專家分析,鐵路的接觸網都有防雷設施,但不能完全避免雷擊。畢竟有一些空白點,防雷設施不能完全覆蓋,而且雷擊的形式也不一樣。
但是,從用一個半小時的時間去修復接觸網故障來看,不是一般的雷擊。因為一般的雷擊會造成瞬時短路,過幾秒鐘就能恢復,而此次導致接觸網長時間斷電,有兩種可能:一,雷擊直接導致接觸網斷線,造成永久故障;二,大風將樹枝、風箏線等異物搭到接觸網上,造成永久接地。
故障2
供電設備故障是否因為天氣
專家稱可能是設備質量等原因,受天氣影響幾率特別小
鐵路部門稱,2011年7月12日11時,京滬高鐵宿州附近供電設備故障,造成部分列車晚點。經過全力搶修,13時故障處理完畢。
據上述專家分析,從造成的事故後果來看,此次設備故障應該是牽引系統的電力出了問題。
京滬高鐵沿線每隔一段都會有一座三相220千伏變成單相27.5千伏的變電站,即所謂的牽引站。牽引站的電網為“手拉手“模式,列車運行過程中,由兩邊的牽引站共同供電,跟一輛車由兩匹馬拉是一個道理。這樣做的好處是,即使一個牽引站出了問題,也能保證列車不斷電,但是由於供電少了,相同時間內,兩個牽引站間通過的列車數量就要減少,或者列車要減速。所以才有網友描述的即使列車開了,也只有30到40公里,繼而70公里的速度。
對於網友所說的看到的電纜火花,可能是接觸網線路瞬間電流過高,而保護設施沒有跳閘,造成電纜摩擦出現火花。
如果一個牽引站壞了,只需要幾秒鐘至幾分鐘,就可以實現電源切換。而此次供電設備故障卻用了2個小時搶修。從事故幾率的角度來講,最大幾率的原因有三:第一,設備本身質量問題;第二,設備安裝施工工藝有問題;第三,人為操作出現問題。受天氣影響的幾率特別小。

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