李涛
中国铁建电气化局集团有限公司
摘 要：目前牵引供电馈线保护措施在“高速运营”当中实际运用相当广泛，其运用前景也随之得到高度重视。本文拟从现阶段牵引供电馈线主要保护措施内容进行深入探讨，将其运用效果及主要功能进行剖析，旨在通过运用各项有力的牵引供电馈线保护措施融合，对运营车次进行安全性以及可靠性的提升，供各相关管理人员参考借鉴。
关键词：牵引供电馈线 保护措施 具体运用
0前言
现如今随着新型交通工具的出现及普及，例如：动车、高铁、地铁等大型载客工具，不仅最大程度上解决了城镇居民的出行便利问题，而且逐步缓解了地表高速交通拥堵的局面；然而随着我国城市交通规划的不断深入发展，使得交通安全已然成为当前急需做好相应保护措施的重点内容。其中牵引馈线的保护对于交通安全的保护起着至关重要的影响，不仅能够确保运营车辆的正常运行需求，还能够保障好运营车次、设备以及人员的生命财产安全。
为了使得各类新型交通工具在运营过程当中，能够更好的实现长远发展，应抓住各类新型交通工具的核心内容，即做好牵引供电馈线的保护措施，基于传统保护措施的执行，延展各类主次要保护措施的运用进行探讨分析，使得我国自主研发速度得以有效提升，从而提高牵引供电馈线的保护能力。下面就以牵引供电馈线常见的主要保护措施为探讨切入点，将其实际运用效果及需深入优化的部分进行探讨：
1传统保护措施执行
根据前期各运营段落的汇总统计，发现线路发生短路故障的概率远高于线路发生断线故障以及异相短路故障等综合概率，并且通过短路故障原因调查发现多数发生短路故障线路，主要是由于长期暴露在大气环境的接触网受到灰尘粘附污染，使得其绝缘性能下降，造成线路因瞬时性电弧故障转变成为永久故障，导致接触网支持绝缘子烧毁，最终给运营单位造成严重的经济损失的同时形成重大事故隐患。
以往对于牵引供电馈线的保护以距离保护措施为主要方式进行，主要通过相邻各区配备保护装置，即分越区和非越区的供电保障措施进行距离保护。其中非越区供电段落，以牵引供电馈线变电所为单位，配套电流速断、过流、电流增量以及自动重合闸（一次性）装置对牵引供电馈线进行保护；而越线区域供电，则主要以分区为单位，配套失压、过流、电流增量以及自动重合闸（一次性）装置进行牵引供电馈线的保护。（详见表1：传统牵引供电馈线保护段数等级划分一览表）
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从上表可知，传统牵引供电馈线保护主要由一段开关设备实现对牵引供电系统的保护，在具体运用时，需要充分考虑牵引供电线路的功能以及实际状况，将其划分为整流回路和馈线回路两类短路模式。前者在地铁项目中，能够有效切断故障源头、有效避免供电输出；后者在高速项目中，能够对接触网所产生的故障进行故障切除，及时有效的排除接触网的故障问题。为了保障不论是地铁项目还是高速项目都能够有效消除特殊形势下的各类故障问题，减少误跳闸以及运营交通工具的安全平稳，还需要在传统牵引供电馈线的保护措施基础上进行有效的优化整合，从而提升馈线保护的时效性。
2各项保护措施优化及运用
2.1距离保护措施运用
各项牵引供电馈线保护措施在实际运用当中，均会由于各类问题造成运行不良，以距离保护措施的运用为例，深入挖掘各类常见造成馈线损坏的原因，并采取不同的应对措施进行优化进而实现保护。现阶段的距离保护措施，能够及时反应出线路故障的升降情况，加上方向阻抗继电器还能反应出相角变化；但是在实际运用过程当中，其抗阻特点受到短路点的位置约束，不能够较好的控制整体馈线短路问题。
为此一方面引入四边形阻抗特性继电器，以求能够有效避开负荷能力以及弧光电阻的能力影响，而另一方面运用负荷电流的综合谐波调节阻抗继电器的动作，实现距离保护的自适应调节，通过减少常规距离保护的误动作，从而避免励磁涌流以及负荷电流的重载影响；另外在重合闸失败后闭锁重合闸，是为了能够充分使得其自适应调节功能，能够在线路发生近端故障时，辅助实施距离二次保护措施。
由于距离保护措施在牵引供电馈线发生高阻抗接地故障等问题时，因为自身阻抗测量范围不能满足实际测量阻抗的需求，所以在距离保护措施的基础上加入了电流保护措施的运用优化，从而促使该距离保护措施能够做出正确的动作，以杜绝误操作对设备造成的不必要损坏。[1]
2.2电流保护措施运用
某列车的正常运行过程中，其控制电流直接影响着该列车的运作状态，一旦电流出现失稳，必然会影响到列车自身的稳定状态以及车类货物人员的生命财产安全，这就需要高度重视电流速断保护措施的重要性，故此在交通工具运营阶段，通过保护装置对实际电流进行实时检测，当电流在设定的时间内，其电流上升率一旦超过标准控制范围，保护装置及时启动相应的保护功能；为了避免由于操作环节上的问题造成瞬时电流上升率的超标而形成误判，故在保护装置中加入了延时控制措施；确保延时期间对于牵引供电馈线进行监测，若是延时期间，其电流上升率回落至额定标准范围内，该保护装置将不会启动保护机制，而当延时期间，其电流上升率持续保持不变或继续上升，将直接开启相应保护机制。
此外为了避免由于电路保护措施过于单一，而造成牵引供电馈线的损坏，在其电流上升率进行延时保护期间，电流增量保护装置也将同步开启，即采用双重控制指标进行有效的保护，电流增量保护装置在启动之后，将通过继电器对实时电流增量进行有效计算，当计算值达到电流增量额定保护值时，且其电流上升率始终居高不下（超过额定值），电流保护装置也将直接开启相应保护机制。（详见图1：电流保护措施运用图解）
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现经长期运营在某线路上的多部列车电流记录数据对比，该牵引供电馈线保护措施可直接作为直流型牵引供电馈线的主要保护措施使用，例如：地铁等直流型牵引供电的馈线保护。主要是由于其不仅能及时有效的切除近端短路电流，还能通过自带开关切除远端短路产生的小故障电流，杜绝了电流上升率干扰因素的同时，增设电流增量驱动保护装置，运用当中具体跳闸采用优先跳闸原则进行控制，将瞬间跳闸与延时跳闸合并控制，利于切断远端短路电流，但是经多项列车故障问题调查还发现对于牵引供电远端短路的大电流保护需添加过电保护措施。
2.3大电脱勾保护措施
早期某线路牵引变电所在电流保护措施正常运行状态下，仍频繁出现由于突发大电流导致线路出现瘫痪问题，为此故增设自带开关来实现对线路中过大电流的保护，以便降低过大电流对线路造成损坏的风险系数，从而更加强调过电保护的重要性。
具体运用中，需设定电流跳闸动作开启的最低可靠系数，充分发挥出大电流脱扣保护动作的灵敏性，尤其是在处理近端短路电路上升过快的故障问题，确保及时的完成牵引供电馈线的保护；并且该项运用应当在电流上升率与电流增量值保护动作之前发生效果。
2.4接触网的保护措施
消除大电影响之后，还应当做好电流保护辅助措施的实际运用，其中接触网作为主要的承载网络，在电路上升过程中，容易由于线路负荷超载，导致接触网的温度升高，特别是电流的持续影响，能够使其存储的热量剧变，严重者将直接造成牵引供电馈线相关保护设备的损坏。
在具体运用过程中，应当结合所采用的接触网的各参数定额，通过实时核算接触网的发热数值，并考虑接触网热负荷特性、空气比热以及通风条件等不良因素的综合影响，最终得出接触网的破坏极限。若是实际温度已经超过馈线温度的控制定额，应当立即进行跳闸动作，保护好接触网的同时进而保障其相关线路的供电需求。这里需要特别提及“三段”保护概念，基于一段距离保护、二段大电保护，引入三段牵引末端电流保护理念，使得线路在负荷超超载未出现短路时，同样能够避开风险系数。
2.5自动重合保护措施
上述保护装置启动之后，短路故障能够短时间内得以排除，但是仍无法使得系统恢复正常运用，故因此在故障排除之后，应当及时的恢复正常供电，从而提高保护措施的实用性。自动重合保护装置应当确保自身装置没有故障，以便更好的实现及时恢复供电目标，同时在短路次数达到一定次数之后，还应及时检查自动重合保护装置的使用效果，避免由于断路器主触头的损坏，造成系统的永久性故障。这就要求重合闸在执行一次自动闭合之后，若是再次出现跳闸情况时，应设置延时装置，避免连续重复闭合对短路线路的牵引供电馈线造成二次破坏。
2.6后备限定保护措施
某牵引变电所主变保护装置在具体运行过程中，虽已结合牵引供电馈线实际运用情况，对牵引供电进行限时定流保护，但由于未能限制好具体时间段内的额定过流，使得上级变电所的额定值不能够满足其实际环境需求，导致限定设备出现越级跳闸等情况时常发生；这也是在未来保护阶段当中，急需做好相应保护措施的关键内容。
为了更好的确保牵引供电馈线的安全，在保护措施中还应当具备后备相关限定的保护措施。现阶段主要采用两个相互链接的牵引变电所同时向牵引供电馈线进行供电；这样就能够在其中某个牵引变电所发生故障时，及时由另外一个变电所进行跳闸动作，使得处于故障环境下的变电所，能够及时切除远端短路故障，并通过正向以及反向设定产生双边联跳的后续保护措施。[2]方向保护的重要性在于，正向能及时切断故障牵引变电所的供电，反向能及时在故障排除之后及时的恢复供应，确保整个线路能够始终处于变电所的有效控制范围内，例：某线路上行变电所由于故障启动限时保护，正向切除故障之后，并在限定时间段内完成了故障的后备装置修复；下行变电所在延时装置启动后，设定反向恢复供电，以便该线路上下行均恢复正常运营状态；若限时开关由于故障未得以妥善处理，亦后续保护措施进行联跳。
3各项保护措施融合
通过长期的实践以及大量的数据汇总整合之后，不难发现各项牵引供电馈线的保护措施，在不同的情况坏境下，都能够很好的发挥出其各自的相应保护作用；下一阶段应当是调整好各个阶段各项目保护措施的主次关系，使得不论是主控型的保护措施还是辅助型的保护措施，都能够在牵引供电馈线发生了故障之前，能够充分的体现出其预警以及动作内容，减少不必要的误判动作发生，同时降低各项故障所造成的风险隐患。故此应当在实际工作当中积极融合各个保护措施的衔接，使得各项功能型保护措施均能够有效的起到保护作用，使得整个牵引供电馈线能够在运用阶段正常稳步的提升其运作效应。
4结语
现阶段我国牵引供电馈线系统的相关保护措施均能够准确、迅速的对短路故障进行切除，但是还有许多不易发现的问题容易造成保护动作的误判；故此还需相关管理人员通过对现有的牵引供电保护措施进行进一步的深入研究探讨，通过不断的运用优化使得牵引供电系统得以完善，从而更好的保护好目前各高速、地铁项目的牵引供电馈线的运用。
参考文献：
[1]张厚宝.地铁直流牵引供电系统馈线保护方法及应用实践分析[J].科技展望，2017（04）：96.
[2]黄建平.高速铁路牵引供电系统馈线保护研究[J].武汉理工大学，2019（05）：96.