高速铁路牵引变电所的典型故障与处理方案

摘 要：牵引变电所被视为高速铁路牵引供电系统的心脏，对高速铁路安全运行起着至关重要的作用。为确保牵引变电所安全、可靠运行，必须及时发现其存在的各类故障，并及时的进行处理，尽量缩短停电时间。本文对我国高铁牵引变电所运行过程中常见的故障进行了梳理，并对故障处理的方案进行了总结，以便迅速恢复设备正常运行，确保供电安全可靠。

关键词：高速铁路 牵引变电所 典型故障 处理方案

一、前言

随着我国高速铁路的飞速发展，对牵引供电系统提出了更高的要求。提高高铁牵引供电系统的可靠性，确保高铁供电系统运行安全是高铁牵引变电所工作人员的重要任务。要提高其工作可靠性，就要减少并及时排除牵引供电系统的故障，缩短停电时间。本文对高铁牵引变电所的典型故障进行了分析，对故障处理的方案进行了总结。

二、一次设备故障及处理

1、断路器拒动及处理

断路器发生拒动后，首先应查明故障原因。如断路器只限于远方操作拒动，可能原因有通道和通讯装置故障、测控装置故障、远方/当地转换开关接触不良等。如当地操作仍然拒动，此时需区分是操作机构故障还是电气故障，操作机构故障可能原因有机构卡滞、连杆断裂、行程开关弹簧变形等。电气故障原因主要有控制回路接线松动、分合闸线圈接线松动、合闸线圈烧损、信号未复归、辅助接点粘连及接触不良、控制回路失电、气室低气压闭锁等。

当发生远方操作拒动时，首先应查看远动通道状态，查看供电调度界面有无控制回路断线、低气压闭锁等报警信息，值班员应检查拒动断路器有无异常，如检查无异常，可再次远方操作一次，若仍拒动则通知所内值班员在当地控制屏上操作，仍拒动则立即到该嗦菲GIS柜本体进行倒闸操作。若在断路器 GIS柜上操作仍拒动，说明断路器拒动原因为本体故障，此时应立即合上相应的上下行并联隔离开关使同方向另一行馈线断路器向上下行接触网供电，再对断路器本体进行检查，排除故障。

2、隔离开关故障及处理

开关拒动是隔离开关常见故障，主要原因有电机故障、分合闸回路不通、端子松动，闭锁回路端子短接、机构卡滞、接地刀闸闭锁等。当隔离开关发生远动拒动时，供电调度可通知值班员当地进行倒闸操作，如当地操作仍然拒动，应启用备用设备或使用并联开关恢复供电，并通知检修人员对设备进行检查。

另外，分、合闸不到位也是隔离开关运行过程中常见的故障。当隔离开关三相同期合闸不到位时，适当调节主传动杆的长度或合闸止钉间隙（增长主传动杆），保证合闸到位；如果是三相不同期合闸不到位，可以适当调节不到位单相的传动连杆长度（增长单相传动杆），保证开关合闸到位。

3、主变故障及处理

差动保护、重瓦斯保护等继电保护动作是高速铁路牵引变电所主变常见故障。当变压器重瓦斯保护动作或差动保护动作后，在未查明原因之前不得将该变压器投入运行。

当重瓦斯动作时，其动作原因可分为变压器内部故障和二次回路故障。此时应检查变压器油位、油温、有无严重漏油等。如变压器外观正常，再检查二次回路和保护模块是否有故障，如以上均正常，须对油样进行简化分析及色谱分析，根据化验结果和各项检查结果进行分析，判断故障原因，决定处理方案。

当差动保护动作时应检查差动保护范围内的各电气设备的外观有无异常，变压器油位、油温是否正常。 变压器两侧有无短路迹象。差动保护装置及相关二次回路有无故障。根据初步检查情况，如怀疑是变压器内部问题，应做绝缘电阻、直流电阻、变比、介质损失角、泄漏电流试验，并取油样做气相色谱分析。当SF6断路器出现故障时，应对其绝缘电阻、泄漏电流进行试验、SF6气体检验。根据检查试验结果进行分析，判断事故原因，决定处理方案。

三、二次回路故障及处理

1、 二次回路故障常见原因：27.5KV压互断线、控制回路断线、直流接地、母线电压过低及事故照明回路故障等。

查找二次回路故障时必须是由两人同时进行，采用电阻法及使用摇表时，必须断开所有电源。采用电压法和电位带电测试时，必须确认所选用档位的正确性，对二次回路进行故障排查的过程必须首先进行绝缘包扎，并且确保电压回路不短路，电流回路不开路，防止直流接地。

2、二次回路故障查找的方法：

（1）导通法：要注意被测元件不能有旁路，否则检验结果会存在误差，务必确保使用导通法检查之前必须拆开旁路。

（2）压降法：用万用表表笔的正极连接正电位点，负极连接负电位点，测量正负极之间的电压，若显示数值为直流110V（或220V）左右，则证明电源电压正常；然后依次对测量两点之间的电压进行测量，若测量结果过大或过小或无数字都证明故障在这两点之间。

（3）电位法：先将万用表打至直流电压档，测量正负极之间的电压，确认回路电源电压以及熔断器正常，再按图纸判定待测回路各点正常时的电位极性。测定正极之后，用万用表负极接地，正极连接被测点，此时电压应为电源电压的一半左右，如果偏差较大，则说明该点与正电源之间存在故障，反之亦然。

3、直流接地故障的查找及处理

采用“分段法”，短时断开直流供电回路，寻找接地点。当某一回路断开，直流系统恢复，则说明接地点在这一段回路中，需要进一步进行检查判断。

（1）在直流盘或二次回路中判断是正接地还是负接地 。

（2）确认直流接地所在的回路：在直流盘上依次断开220KV合闸回路、27.5KV合闸回路、事故照明、控制母线、信号母线开关。

（3）确认是哪条回路故障，缩小接地范围：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。

（4）切断所有来路电源，对所判断出的故障回路进行分段检测。

（5）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。

（6）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。

四、电缆线路故障及处理

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，移动定点仪器探头的位置，观看仪器屏幕显示的声波，直到显示故障声波，说明故障点就在附近。继续移动探头，到放电声音波形前的直线段长度最短的地方，就是探头对准的故障的精确点。

综上所述，高铁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，确保高速铁路运行的安全性。

参考文献：

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