高速铁路牵引供电故障应急抢修方法及体会

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:刘峥
[导读] 众所周知,高速铁路具有动车组功率大、行车密度高等特点,
        摘要:众所周知,高速铁路具有动车组功率大、行车密度高等特点,与普通铁路行车进行对比而言,其所需的牵引电能输送需求是普通铁路的数倍。一般而言,牵引网采用全并联的供电方式,这种供电方式可以更好的延长供电距离,提升接触网电压水平,同时还能够满足降低电能损耗需求。但是该方法所具有的系统结构相对较为复杂,而且在运行过程中容易诱发系统故障,从而影响了系统的运行效率和质量。同时,高速动车组属于全封闭车体,如果在供电阶段出现可较长时间的断电现象,将会危及乘客的身体健康和生命安全。因此,铁路各级管理部门对于高速铁路车组的正常运行提出了更加严格的要求。
        关键词:高速铁路;牵引供电;故障抢修方法
       
        引言
        牵引供电的方式和电流制根据不同的经济、技术形式有所不同,高速铁路相对于传统的铁路来说对牵引供电的要求更高更严,高速铁路牵引供电故障的产生所造成的影响也更大。如何及时有效地解决高速铁路牵引供电故障,一直是我国铁路部门和行业人员的研究课题。

        一、高速铁路牵引供电故障应急抢修的原则
        现代高速铁路具有运行速度快、客运量大、全天候等特点,在运行的密度和客流量等方面较传统铁路运输具有很大的提升。由于高速铁路运行密度和流量较大的特点,在产生牵引供电故障时,若不能进行快速及时的抢修,将对运行线路造成拥堵,且大量的旅客滞留在沿线车站,车站将承受很大的应对压力,并且容易造成不良的社会影响。另外,由于高速铁路属于全程封闭列车,一旦列车的供电出现问题,将会使列车中的乘客产生闷热难当的情况,严重时将对乘客的身体健康产生不良的影响。基于高速铁路的特点,在进行牵引供电故障应急抢修时应当秉承“先行供电、先通后复、先通一线”的基本原则,尽快实现线路的恢复运行。

        二、典型的高速铁路牵引供电故障及其应对策略
        2.1牵引变电所故障
        牵引变电所由于雷击、过负荷、自身原因以及外部环境因素的影响,会产生变电所跳闸的问题故障。针对这一故障的抢修工作,可通过将该变电所退出运行,启用相邻的变电所进行越区供电,通过限速或是限制列车对数的方法,恢复列车组的运行。牵引变电所的设备质量很大程度上取决日常维护工作,在日常要对变电所的设备进行定期的检修维护,保证牵引变电所的正常运行。
        2.2接触网故障
        接触网发生大面积损坏并无法进行快速恢复的情况时,可以使用反向行车的方式来完成行车的需求。高速铁路接触网的供电是采取分段形式满足双向行车需求的,在一方的某段接触网损坏无法及时进行恢复时,可以使用相应的隔离开关进行远动倒闸操作,进而满足区间反向行车的牵引供电需求。接触网产生局部故障时,可以采取限速降弓运行的方式来解决。对于故障影响较小、恢复时间较短的故障可以采取一次性恢复的方式进行,在故障恢复后对列车的速度进行逐步提升。故障较为严重时可以采取分次恢复的方式,采取降弓通过的方式运行,等待天窗处理修复。
        2.3接触线故障
        针对接触线内断线故障,可以采取接头连接限速运行的方式进行抢修。虽然铁路的施工和运行中都要求接触线不能够设置接头,但是根据抢修工作的现实情况,为了实现高速的抢修通行工作,还可以使用设置接头减少补偿张力的方式进行抢修工作。在抢修工作中,当设置接头减少补偿张力达到15kN时,列车在接触线相关技术参数达到标准时可以进行限速250km/h运行。
        2.4电缆故障
        当牵引供电电缆产生故障时,可以通过撤除故障电缆的方式进行应急抢修。

我国的高速铁路牵引变电所、分区所等进行设计时,都是采用50%备用电缆的标准进行设计的。在单根电缆产生故障时,仍有1根或是2根电缆呈良好状态,在这种情况下将单根故障电缆进行撤除不会影响整体供电功能的发挥。

        三、对高速铁路牵引供电故障快速抢修工作的几点建议
        3.1对牵引供电故障抢修资源进行科学合理的配置
        对高速铁路工区间距进行科学、合理的布置是使故障抢修作业能够顺利的进行,并且在最短的时间内恢复正常供电。实际上,大部分高速铁路中牵引故障的抢修时间限制为2h,其中从动车组发生故障停电到故障抢修作业车到达现场的时间不能超过1h,这1h包含对抢修材料的准备时间、故障点的查找时间、人员的出动时间及抢修作业车运行至故障发生最远地点的时间。与此同时,供电工区具体的抢修工作时间也不应超过1h,在这期间,相关工作人员需要完成设置供电工区及配置相应交通、检修、通信工机具、材料等工作。通常情况下,大部分供电故障临时抢通时间的最大值限制在2h左右。现有接触网轨道作业车运行最大速度为120km/h,通常最大的运行时间为30min左右,因此,供电工区的间距应以60km左右为宜。
        3.2建立健全牵引供电故障抢修制度
        在进行牵引供电故障抢修过程中所使用的轨道作业车要根据救援列车的基本要求来进行选择,以更好的满足牵引供电设备抢修需求。基于此,有关部门及工作人员应重视对这方面的调查研究工作,对于已经出现过的各种故障情况要对其进行全方位的总结和完善,并且当故障解决之后,要对正常工作的动车组限速、接触网设备技术标准及抢修过程邻线限速的技术和要求进行分析。建立起定位装置、接触网腕臂、接触悬挂安装“一杆一档”等基础资料,尽量缩短抢修工作的时间,充分满足接触网的安装精度要求。
        3.3深入研究牵引供电运行规律
        除了以上提到的两点内容,还应尽可能利用仿真计算,对直接供电条件下与撤除单个AT变压器等情况下动车组的通过能力及正常运行能力进行明确与了解。在对牵引供电进行设计时,要根据实际情况选择诸如正馈线两个单极开关上网、牵引变电所接触悬挂等方案,以有效的提升供电的灵活性,确保正馈线发生故障后依然可以正常运行。同时,要需要做好高速铁路雷击故障的分析和研究,从源头上减少雷击事故对动车组运行的影响。此外,还需要不断的改进和完善牵引供电故障标定技术,在对其进行了各种故障标定及短路试验的基础上,对实际运行阶段所遇到的持续跳闸故障进行探究,以更好的提升故障标定的精确程度,为故障性质及故障点的判定提供依据。

        四、结论
        综上所述,高速铁路牵引供电故障应急抢修工作中要秉承“先行供电”“先通后复”“先通一线”等基本原则,以保证列车的通行为基本出发点。同时,通过有效配置抢修资源、健全牵引供电故障应急抢修机制、深入分析牵引供电运行、利用大数据手段优化应急调度指挥等方式,能够有效地对高速铁路牵引供电故障进行规避,提升应急抢修工作的水平。
       
        【参考文献】
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