接触网故障测距装置

接触网行波故障测距问题研究及对策分析王　胜（中铁建电气化局集团南方工程有限公司）摘　要：随着“十三五”规划逐步落地，电气化铁路正逐步完成规划内指标，高速扩张的同时电气化铁路的结构形式正逐步发生变化，传统的站内故障测距形式越来越无法保证接触网线路的供电稳定性。

本文从行波法接触网故障测距角度着手，分析了现阶段接触网行波法故障测距存在的取能问题、安装局限性问题以及行波在接触网线路中折反射的问题，并且对相关问题给出一定的见解与对策，从而完善行波法接触网故障测距在复杂结构接触网线路中的应用，实现接触网线路运维管理的智慧化、自动化，同时对未来接触网线路运行维护做出了展望。

关键词：电气化铁路；复杂接触网结构；行波故障测距；问题与对策０　引言近年来，依据国家“十三五”规划，大力发展轨道交通运输事业，“八纵八横”正逐步落地，在轨道交通高速增长的同时，接触网线路也逐步发生变化，由传统的蒸汽以及柴油供能方式演变为电气化铁道。

我国人口基数大，分布较为密集，同时人员区域性流动较大，这就导致了传统采用直接供电形式的接触网无法满足人们出行要求，因此，采用全并联ＡＴ供电方式的电气化铁路得以大规模发展。

不同于直接供电接触网线路，其具备更强的运输动力以及承载量，同时，为满足现阶段人们生活出行的便利性要求，全并联ＡＴ供电方式的接触网线路也展现出复杂属性。

线路中存在大量的Ｔ接线路，基于电抗法的接触网故障测距方式无法满足接触网线路的需求，这就导致了接触网线路故障处理时效长，严重时会造成恶劣的社会影响［１ ３］。

《电气化铁路接触网运行安全管理》及《铁路电力调度管理办法》中对接触网线路安全运行以及电力故障调度做出了相关规定，这无疑显示了铁路部门对铁路接触网线路安全稳定运行的重视。

本文基于电抗法对接触网线路故障测距精度的不足，从成熟应用于输电线路的行波法故障测距着手，进行接触网线路故障应用的分析，从而完善行波法故障测距在复杂线路结构的接触网中的应用［４］。

地铁接触网故障测距实现探讨摘要：随着地铁线路的不断扩张，接触网作为地铁运行的重要组成部分，其安全可靠性对于地铁的正常运行起着重要作用。

本文主要对地铁接触网故障测距进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：地铁接触网；故障测距；行波波动方程一、地铁接触网故障测距装置构成在实际应用过程中，一个完整的行波测距装置通常需要具备多种功能。

例如，它配备了多种启动模式供用户选择。

出现异常时，可启动信号自检功能。

它可以在断电时保存收集的数据。

能自动显示故障测距结果、通信功能、远程数据交换功能、必要的防静电和电磁干扰功能等，并应具有相应的准确性、适用性和方便性。

同时，通用地铁接触网故障测距装置主要由行波、通信网络、行波背景综合分析系统和远程维护系统组成，各主要部件的主要功能如下。

（一）行波数据采集系统它由电流传感器、低速板、高速板、主板、电源开关等组成，是地铁接触网故障定位系统的重要组成部分。

而行波数据采集系统在运行时，能够利用电流传感器将二端的电流信号变换成板所需的电压信号；而低速盘可以用来判定是否出现故障，并能触发板和高速盘；而在高速盘上，能够收集和记录装置在运行时收到的各种故障信息；主板负责存储故障数据，负责协调和管理设备内部的硬件，并在故障记录中加入时间标记。

（二）通信网络在实际使用时，要求地铁接触网故障定位设备必须具有标准的以太网接口，并配备有网络通讯协议，能够支持公共电话网、专线、电力数据网等多种通讯方式，而且在实际使用时，其具体的通讯模式取决于其所面对的实际情况等。

（三）行波后台综合分析系统该系统具有小波分析软件、故障分析软件等功能，可以通过对设备两端的故障信息进行处理，实现对故障点的自动判定和定位。

通过与测距终端的通讯，将测距结果和历史故障等信息传输到终端，实现实时统计、实时查询等功能，并具有打印功能。

（四）远程维护系统它是由 PC主机构成，它能够在设备内的系统工作期间，与其它设备进行网络通讯，获得当前设备运行时发生的瞬时起动报告，同时它本身的应用还可以实现远程配置、故障诊断等功能。

电气化铁路接触网跳闸故障测距异常浅析摘要：本文通过对电气化铁路故障测距装置原理进行分析，并结合沪宁城际铁路中实际运行中的故判数据进行分析，分析故障测距失效原因及解决方法，为高速铁路的运维人员提供参考。

关键词：AT供电、故障测距、误差引言接触网作为高速铁路的重要组成部分，一旦发生供电故障导致动车组停车，会严重干扰正常运输秩序，造成社会的不良影响。

为迅速发现并及时处理接触网故障，设置了故障测距装置系统，一旦数据异常造成测距装置误判，应当引起工程技术人员足够的重视。

1.故障概况XX年8月17日19时30分，沪宁高铁昆山南牵引所213DL、214DL距离一段动作跳闸，自动重合闸失败。

故障测距装置判定故障性质为下行T-R故障，故障标定距离30.485KM。

对应为安亭北-南翔北299#支柱附近（线路里程K21+975）。

故障报文如下表所示：沪宁高铁昆山南牵引所跳闸故障报文（部分）接触网故障跳闸后，检修人员根据故障装置显示区段进行添乘动车组、视频回放、上道检查均未发现设备异常。

翻阅历史记录，此区段故标测距较为准确。

1.重合闸失败原因分析沪宁高铁采用全并联AT供电方式，馈线设距离保护、电流速断保护、过流保护。

当接触网出现短路故障，牵引所上、下行DL同时（0.1s）跳闸；1s后AT 所、分区所馈线DL 失压跳闸；2s后牵引所上、下行DL同时重合闸，有故障的DL再跳闸，无故障的重合成功； 3s后AT所、分区所馈线DL检线路有压的重合，检线路无压的不重合，从而切除故障线路，保证另一供电臂正常供电。

对报文进行分析发现一次故障时阻抗ZR在阻抗I段段保护动作特性曲线动作区域内，在动作范围内，阻抗I段保护启动，阻抗I段保护动作，发出跳闸信号，213断路器跳闸，一次重合闸成功；二次故障时，阻抗I段保护启动，阻抗I段保护动作，发出跳闸信号，213断路器跳闸，因连续跳闸两次（相隔时间5秒），重合闸充电时间不足，故重合闸未启动。

1.故障测距装置测算方式跳闸时各所亭的电流分布如图所示：通过电流分布得出分区所吸上电流最大，为2570A，牵引所吸上电流为1592A，AT所吸上电流最小，几乎忽略不计。

基于高频暂态的接触网故障测距系统研究曹　斌（中国铁路郑州局集团有限公司郑州供电段）摘　要：本文介绍了一种适用于接触网线路的故障测距装置，首先介绍了该监测装置的监测原理，其次介绍了该故障测距装置的系统构成，包括主要传感模块、通讯模块、ＧＰＳ授时模块以及上位机后台系统算法。

将该系统投入到郑州供电段某接触网线路进行应用，相比于现阶段站内故障测距系统，该系统具有更高的故障测距精度以及故障响应及时性，为接触网故障排查提供了科学的理论依据。

关键词：接触网故障测距；系统模块化；测距精度；及时性０　引言随着我国“八纵八横”高铁建设渐入尾声，我国高铁事业取得了优异的成果。

我国高铁事业起步较晚，相比于欧洲发达国家晚一个世纪有余，经过近三十年的快速发展，我国现阶段的电气化铁路约有４８０００ｋｍ，同时正以每年５％的速度增长，预计２０３０年，我国电气化铁路的运营里程将超过９５％。

伴随着快速增长的同时，我国高速铁路的结构正不断发生变化，为适应生活、生产需求，运营的电气化铁路正由传统的单线直输结构演变成复杂的多Ｔ接多绕行线结构。

而铁路线路大部分处于人烟罕至、环境恶劣的野外环境，同时作为高速铁路主要动力来源的接触网线路不同于输电线路，其由于无备用线路且受到环境影响极易出现各类故障而跳闸，一旦线路发生故障跳闸，快速恢复接触网线路供电对于高速列车的稳定运行起到至关重要的作用［１ ３］。

针对于传统单一直送接触网线路，基本上采用横联线电流比法或者吸上电流比法进行故障测距，而对于复杂多Ｔ接结构的接触网线路，采用横联线电流比法或者吸上电流比法明显无法准确获得故障点位置，甚至无法判定故障点位于接触网主线上还是Ｔ接支线上，这对于接触网故障的恢复极为不利，因此一种适用于复杂结构的接触网线路故障监测装置显得尤为重要［４］。

本文从高频暂态故障测距原理角度着手，介绍了一种适用于复杂结构的接触网线路故障测距系统。

该系统包含了故障测距终端以及故障测距后台系统算法，系统终端采用模块化的设计，保证了终端的协调性以及便于检修特性，后台系统算法用于识别系统故障以及更高精度的故障定位，从而辅助接触网现场人员快速实现线路故障的排查，保证接触网线路稳定运行。

TDWG-1型多微机接触网故障测距装置
钮承新
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2001(000)002
【摘要】@@ 随着电气化铁路的发展,接触网短路故障测距装置得到世界各国普遍重视,我国也进行大量科研工作.70～80年代,国内先后开发晶体管和集成电路型接触网故障测距装置.兰州铁路局管内陇海线天兰段和兰新线兰武段1 8个牵引变电所均采用此类装置.该设备测量误差较大,不能满足接触网安全运行需要,不得不停止使用.国内其他铁路局情况相同,如大秦线、京秦线、陇海线郑州-宝鸡段和宝中线等干线,只得花费大量外汇进口日本设备.90年代初,国内开始利用计算机技术开发和研制新型多微机接触网故障测距装置.
【总页数】1页(P56-56)
【作者】钮承新
【作者单位】兰州铁路局机务处
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.接触网故障测距装置的技市改进 [J], 方海龙
2.复用式多型行波技术的高速电气化铁路接触网故障测距研究 [J], 邓建峰
3.基于虚拟仪器的接触网故障测距装置 [J], 赵丽平;李群湛;陈小川
4.SZD—1型微机故障录波测距装置 [J], 李瑞生
5.微机接触网故障测距装置准确性的检验 [J], 钮承新;勇孟罗
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地铁直流牵引供电系统接触网故障点测距方法摘要：地铁具有速度快、无污染、工作安全可靠、准时方便、乘坐舒适、占用地面空间少等明显的优势，它已逐渐成为有效解决大中城市交通紧张状况的首选。

但与此同时，地铁直流牵引供电系统因受天气或人为因素的影响，存在发生故障的概率，给该系统的运行与维护带来了新的问题与挑战。

接触网是直流牵引供电系统中仅有的无后备部分，其工作状态一直影响着该系统的安全、稳定运行。

由于列车在运行过程中采用受电弓(集电靴)滑动取流，且接触网的一些构件及导线容易受天气因素影响进而发生损坏，导致接触网故障概率非常高;接触网沿隧道壁敷设，排查寻找故障点的难度大和费时长，将延误列车的正常运行。

因此，如何快速而精确地测算出故障点的位置，成为直流牵引供电系统安全、稳定运行的关键。

关键词：地铁；直流牵引供电系统；接触网；故障点测距；引言20世纪90代，架空接触网在国内城市轨道交通中广泛应用。

从2001年开始，广州地铁２号线开始研制隧道内刚性悬挂方式，并取得成功应用。

对地下线路而言，刚性接触网无需张力补偿、结构紧凑、机械安全性高，在工程应用中性价比高，运营管理可借鉴的经验丰富。

随着刚性悬挂架空接触网的普遍应用，在实际运营中也暴露出一些问题，比如受电弓与接触线之间弓网配合不佳时，接触线拉丝及烧蚀，接触线与碳滑板之间拉弧，接触线磨损严重，碳滑板磨损严重且凹凸不平，接触网发生短路等，造成了接触线和受电弓使用寿命缩短，增加了运营维护成本，其中在运行过程中接触网发生短路故障是需要重点关注的问题。

1直流牵引供电系统接触网故障点测距方法概述由于直流牵引供电系统组成和运行方式的相似性，既有的电力系统及电气化铁路中的故障点测距方法可为地铁牵引供电系统的故障点测距提供参考。

电力系统中最常用的故障点测距方法主要有两种:故障点分析法和行波法。

其中:故障分析法也被称为电阻法，该方法根据供电系统的相关电气参数和测量到的故障时的电气量，通过推导得到的公式计算出故障点的位置，这是一种传统的故障点测距方法;行波法则是基于暂态行波在传播过程中遇到波阻抗不连续点发生的折射和反射原理，利用探测得到的行波波头之间的时间差来实现故障点测距。

大准铁路接触网故障测距装置的校正与研究作者：白剑峰来源：《中文信息》2018年第11期摘要：通过分析大准铁路沿线各变电所的接触网故障测距装置运行情况，总结故障测距类型，并利用相关的短路试验数据，分析电抗法测距与上下行电流比法测距在实际应用中所存在的问题，进而提出问题解决方案，有效提高故障测距精度，缩短故障处理时间。

关键词：接触网故障测距电抗法电流比法阻抗试验中图分类号：U226.8 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）11-0-02引言大准铁路是准能集团下属的国家一级重载电气化铁路，东起山西省大同市，西至内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾，正线全长264公里，途径两省六旗县（市）。

由于大准铁路车流密度较大、接触网运行环境恶劣，因此发生接触网故障的几率较高。

一旦发生接触网永久性故障，将直接影响整条铁路的运行，因此，快速、精确地获得接触网故障位置对于线路的及时修复起到了至关重要的作用。

一、大准线接触网故障测距的原理1.电抗法测距的原理大准线采用直供加回流的供电方式，全线各所的馈线保护装置均有使用电抗法进行故障测距的特定模块，其测距原理[1]如下。

当接触网发生短路故障时，其短路阻抗，其中电阻必定会包括该故障点的弧光电阻部分，且弧光电阻是一种暂态量，受线路随机因素影响较大，难以作为短路阻抗的测距依据。

而线路电抗值受短路电流的影响不大，它一般是与线路长度成正比的。

因此，可以计算出故障点的电抗值之后，再通过（为接触网单位距离电抗值，单位）来进行测距。

电抗值计算公式为：公式（1）中，和分别为短路电压和短路电流；为取比值的虚部。

是通过接入馈线保护装置的馈线侧母线电压互感器PT采集的，是通过馈线断路器上的电流互感器AT采集的，原理如下图所示：2.上下行电流比法测距的原理利用上下行电流比法进行故障测距的前提必须是在复线区段，且上下行馈线的末端必须并联到一起。

因此，在条件符合的大准线外西沟变电所安装了凯发DK3571A电铁故障测距装置进行故障测距。