鐵路行波故障測距技術(shù)的研究

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1、鐵路行波故障測距技術(shù)的研究摘　要：自閉/貫通線路沿鐵路線狹長分布，沿線地質(zhì)和氣象條件復(fù)雜。線路長期暴露在自然中，經(jīng)受著風(fēng)、雨、雷、電、污、霧的侵害，是鐵路供電系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié),故障往往發(fā)生在狂風(fēng)、暴雨等惡劣天氣中，這給故障的查找、維修帶來極大的不便。為此，對故障點及時、準(zhǔn)確定位的研究就顯得尤為重要，本文在借鑒地方電網(wǎng)已有的成熟經(jīng)驗上，探索行波故障測距的原理及在自閉/貫通線路上的應(yīng)用?！　￡P(guān)鍵詞：自閉/貫通線；行波故障測距；研究與應(yīng)用1.自閉/貫通線路故障測距的作用及意義自閉/貫通線路是鐵路電力系統(tǒng)

2、的重要組成部分，肩負(fù)著為鐵路信號設(shè)備可靠供電的艱巨任務(wù)。信號設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)是確保列車正常準(zhǔn)點、安全運行的重要保證，隨著鐵路信號技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，鐵路信號已成為提高運輸效率，實現(xiàn)運輸管理自動化和列車運行自動控制以及改善鐵路員工的勞動條件的重要技術(shù)手段。因此對自閉/貫通線路的可靠供電就顯得尤為重要。由此可見，對于供電可靠性要求非常高的鐵路自閉/貫通線路，在線路極易發(fā)生故障，且故障的查找、維修十分不便的情況下，對故障點的及時、準(zhǔn)確定位就顯得尤為重要。其重要性可表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）準(zhǔn)確的測量出故障點

3、，可以節(jié)省人工尋找故障點位置所消耗的大量人力、物力、財力。（2）可以縮短故障修復(fù)時間，提高供電的可靠性，減少停電損失。為鐵路安全運行提供了保證。（3）分析故障發(fā)生的原因，并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。對于占絕大多數(shù)的瞬時性故障，可以區(qū)分是雷電過電壓造成的故障還是線路絕緣子老化造成的故障以及其他原因造成的故障，并采取有效措施，清除存在的隱患，避免事故的再一次發(fā)生，可以大大節(jié)省檢修時間和費用。2.對故障測距裝置的基本要求根據(jù)故障測距的目的和作用，測距裝置應(yīng)該在可靠性、準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性、方便性等方面滿足一定的要求

4、。（1）可靠性可靠性包含兩方面的內(nèi)容：其一為不拒動，是指裝置在故障發(fā)生后能可靠的測量出故障點的位置，不應(yīng)由于任何原因而拒動；其二為不誤動，是指裝置在受到各種干擾時不能錯誤地發(fā)出測距的指示或信號。（2）準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性是對故障測距裝置最重要的要求，沒有足夠的準(zhǔn)確性就意味著裝置失效。準(zhǔn)確性一般用測距誤差來衡量，包括絕對誤差和相對誤差，絕對誤差以長度表示，相對誤差用相對于線路全長的百分比來表示。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素的限制，測距誤差不可能做到太小。故障測距只要能夠定位到絕對誤差不超過300m就非常理想。從實用

5、的角度來看，只要絕對測距誤差不超過1km就可以較好地滿足現(xiàn)場要求。故障測距的準(zhǔn)確性與可靠性是有關(guān)聯(lián)的，可靠性是準(zhǔn)確性的前提條件，離開可靠性來談?wù)摐?zhǔn)確性是沒有意義的。另一方面，如果測距誤差太大，比如超過線路全長的20%，則可以說測距結(jié)果是不可靠的。（3）經(jīng)濟(jì)性測距裝置應(yīng)具有較高的性能價格比，且其運行維護(hù)費用要低。（4）方便性測距裝置應(yīng)便于調(diào)試和使用，故障后能自動給出測距結(jié)果。3.自閉/貫通線路故障特征及傳統(tǒng)測距方法鐵路自閉/貫通線路由單獨母線供電，中性點一般為不接地系統(tǒng)。對于頻繁發(fā)生的單相接地故障（

6、俗稱小電流接地故障），故障電流較小，易于故障電弧熄滅形成瞬時性故障，且系統(tǒng)可帶故障運行，保證了供電的可靠性。但同時受各種條件限制，傳統(tǒng)的故障定位方法效果均不理想。3.1自閉/貫通線路結(jié)構(gòu)特點鐵路電力系統(tǒng)（自閉/貫通線路）是地方電力系統(tǒng)的延伸，具有電力系統(tǒng)的一般特點，但又有其特殊性。鐵路自動閉塞行車制度是通過信號機(jī)將站間區(qū)間分為若干閉塞區(qū)間，每個閉塞區(qū)間同時只允許有一列車通行以保障行車安全。采用自動閉塞后，可以大大縮短列車運行的時間間隔，提高行車速度和通行密度。由于涉及到行車安全，對信號電源供電的可

7、靠性要求非常高。信號電源的高壓線路一般為中性點不接地的10kV系統(tǒng)，主要包括自閉（自動閉塞）和貫通（電力貫通）兩種線路。自閉/貫通線路長度一般條件下為40-60km，特殊情況下（沒有合適電源或者跨所供電）可達(dá)上百公里。自閉線專為鐵路沿線信號設(shè)備提供電源，當(dāng)其發(fā)生故障時由貫通線備投。貫通線還兼為沿線小型車站的工作和生活供電。自閉線和貫通線自身又均為雙端電源，正常工作時為單電源供電，當(dāng)線路失壓時由對端電源備投。自閉/貫通線路結(jié)構(gòu)如圖01所示。CB1～CB8為出線斷路器：分位合位圖01鐵路自閉/貫通

8、線路結(jié)構(gòu)示意圖由于信號設(shè)備負(fù)荷較小，自閉/貫通線路對地分布電容電流所占比重較大，尤其是在電纜較長的情況下甚至超過負(fù)荷電流。有些地方為了消除分布電容引起的線路過電壓，在線路中加有三相對地電抗負(fù)荷以平衡電容電流。自閉/貫通線路由自閉/貫通母線單獨供電，其經(jīng)過了調(diào)壓變壓器與常規(guī)母線隔離。通常，自閉/貫通母線只為一側(cè)自閉/貫通線路供電。只在特殊情況下，才可能為兩側(cè)自閉/貫通線路同時供電，而此時可將兩側(cè)的自閉/貫通線路在邏輯上看作一條線路。即任何時刻，自閉/貫通線路均可認(rèn)為是單出線、長距離系