兰渝铁路接触网短路试验方案研究

兰渝铁路接触网短路试验方案研究
吴磊
【摘要】通过对兰渝铁路接触网3种短路试验方案的描述及优缺点介绍,简述了接触网短路试验的基本原理、方案的优化选择及注意事项,为类似铁路接触网短路试
验提供参考.
【期刊名称】《电气化铁道》
【年(卷),期】2017(028)004
【总页数】3页(P34-36)
【关键词】接触网短路试验;方案的优化选择;参考
【作者】吴磊
【作者单位】中铁建电气化局集团南方工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U227+.4
随着我国国民经济的快速发展，铁路尤其是高速铁路在公共交通中的地位越来越显著。

铁路具有运载能力大、噪声废气污染小、运行快速准时、占用土地少等独特优势，不仅能快速降低出行的时间成本，而且大大推动了城市之间经济和社会的发展。

铁路设备，尤其是铁路接触网一般为露天设备，受环境影响很大，因此在铁路投运前需采用综合检验的方法对供电系统进行全面检查，确保发生故障时供电系统能快速切除故障，缩小事故范围，减小对铁路运输的影响，确保旅客及设备安全。

接触网接地短路试验是供电系统投运前重要的检验试验，通过短路试验可对供电系统可
靠性进行有效检验。

1.1 基本方法
目前，国内接触网接地短路试验普遍采用将接触网短路接地，解除牵引所馈线断路器的线路测试功能后，利用直接合闸的方法向接触网送电。

短路电流使断路器保护装置动作，断路器跳闸切断短路电流，以验证馈线保护整定值的准确性及相关设备的可靠性。

1.2 试验目的
进行短路试验的目的：验证单相交流牵引供电系统短路计算和设备选择的正确性；验证开关及保护装置整定值的准确性；验证牵引供电系统运行的可靠性和校核测试段牵引回路的完整性等。

1.3 设备构成
短路试验设备主要由断路器、试验控制装置、数据采集装置（存储示波器等）、牵引所控制保护系统等构成。

2.1 短路点的选择
短路试验根据预期目的不同，短路点的选择也不尽相同。

通常要求模拟以下3种
情况，如最大容量牵引变压器的近端短路、最小容量牵引变压器的远端短路以及供电臂中间位置短路等，这些试验所收集到的原始数据，对于投运前的保护整定值检验以及运营后的故障处理都有很大的参考价值。

兰渝铁路岷广段开通运营后，涉及新建牵引变电所共9处，分别为岷县、哈达铺、临江铺、沙湾、陇南西、桔柑、洛塘、姚渡、羊木牵引变电所。

由于牵引变电所数量较多且时间紧迫，故每个所只进行远端短路试验，另外在桔柑牵引变电所兰州上行（212）供电臂、兰州下行（211）供电臂增设一组中间位置短路试验再次进行校核，以模拟兰渝铁路各牵引变电所4条供电臂的短路保护整定值的准确性。

2.2 供电臂长度的计算
以岷县变电所重庆上行（214）供电臂、重庆下行（213）供电臂为例（图1）。

供电臂长度：岷县变电所重庆上行（214）供电臂经上网点（K222+825）至SP7分区所上网点（K234+805），再加上岷县变电所、SP7分区所供电线长度，则供电臂长度 = 234.805 - 222.825 + 0.095 + 0.125 = 12.2 km。

岷县变电所重庆下行（213）供电臂长度依此类推。

短路点长度：岷县变电所重庆上行（214）供电臂经上网点（K222+825）至SP7分区所短路点（K229+929），再加上岷县变电所供电线长度，则短路点长度 = 229.929 - 222.825 + 0.095 = 7.199 km。

岷县变电所重庆下行（213）短路点
长度依此类推。

短路试验是以供电臂长度为已知值校核短路点的位置，进而确定距离保护的准确性。

2.3 短路试验方案选择
2.3.1 短路试验方案一
短路点直接接钢轨方式。

短接线利用接地线杆+地线靴制作，上端利用地线杆挂在斜腕臂上（地线杆不允许直接挂在导线上），下端利用地线靴钩紧在钢轨上（钢轨表面事先应打磨光滑并涂导电膏）。

接线方式如图2所示。

该短路接地方式利用钢轨作为短路电流的回路，其优点是方便简单，不需要另取材料。

但该方法的缺点是：（1）短路试验前，2根钢轨预先需短接以避免钢轨形成
不等位电流（通常做法是利用轨道车将其短接），此时钢轨将形成红光带，对信号设备将产生不利影响；（2）由于短路电流瞬时峰值较大，如果钢轨打磨不干净、地线靴钩紧固不到位或接触面积过小等，将极易烧伤钢轨，造成成本浪费（该短路接地方式在桔柑牵引变电所重庆上行（214）供电臂、重庆下行（211）供电臂使用）。

2.3.2 短路试验方案二
短路点利用铁丝接回流线方式。

短接线利用接地线杆及2.0 mm2铁丝制成，上端
利用地线杆挂在回流线的副线上（不允许直接挂在本线上），下端利用2.0 mm2
铁丝与斜腕臂和接地钩连接，吊弦连接点必须绑实锁紧（不能出现虚接情况）。

接线方式如图3所示。

该短路接地方式利用铁丝作为短路电流的回路，优点是短路电流可以瞬间将铁丝融化，接地线瞬间与带电侧分离，即使变电所断路器不动作也不会产生不良影响。

但该方法的缺点是铁丝瞬间融化产生极大的弧光电流进而引发爆炸现象，将考验绝缘子耐绝缘性能（该短路接地方法在桔柑牵引变电所兰州上行（212）供电臂、兰州下行（211）供电臂使用）。

2.3.3 短路试验方案三
短路点利用吊弦接回流线方式。

短接线利用接地线杆+吊弦制成，上端利用地线杆挂在回流线的副线上（不允许直接挂在本线上），下端利用吊弦与斜腕臂和接地钩连接，吊弦连接点必须绑实锁紧，如采用接线端子压紧装在定位环螺栓上（不能出现虚接情况）。

接线方式如图4所示。

该短路接地方式利用吊弦作为短路电流的回路，优点是吊弦为铜材质，与地线材质相同，如果变电所断路器动作灵敏，可以瞬间切断短路电流且不损伤任何设备零件；若变电所断路器拒动作，吊弦于1～2 s后烧断，接地线瞬间与带电侧分离。

但该
方法的缺点是吊弦被烧断的时间稍长（该短路接地方法在沙湾牵引变电所兰州上行（212）供电臂、兰州下行（211）、重庆上行（214）供电臂、重庆下行（213）供电臂使用）。

2.4 注意事项
（1）接触网人工短路点的设置应尽量靠近供电臂末端且应距离信号机15 m以上。

（2）变电所应配专人监视短路试验馈线开关的馈线电流、运行主变及故障测试仪的动作和指示情况，并做好记录。

（3）短路试验前须撤除短路试验馈线重合闸连片，退出变电所馈线开关保护装置
重合闸压板。

（4）变电所需做好开关拒动（短路电流持续2 s以上）后手动分闸操作准备。

（5）作业人员必须按照劳动保护规定着装；接触网现场作业人员及监视人员在设置接地线后至少距短路接地点20 m以上，通知变电所短接线已设置完毕，人员已撤至安全地带，然后再通知电调。

（6）短路试验期间，若采用方案一的方法，试验区段设置了轨道短连装置，轨道电路将出现红光带，为此需向车站及电务人员解释清楚。

（7）严禁在接触网人工短路试验的“天窗”点内进行与该试验无关的作业。

2.5 应急预案
在短路试验测试期间，相关设备发生故障时应立即通知联调负责人，并由系统负责人对故障能否及时处理进行评估。

如果设备故障导致测试不能继续进行或者出现了严重的设备事故，施工单位应立即组织抢修，立即启动应急预案，把事故的损失降到最低。

在记录表上详细记录发生的所有故障及问题，并提交给联调工作组。

短路试验作为一种全系统检验方法在铁路供电系统中对接触网进行试验，所获得的相关试验参数为运营单位提供了科学的数据参考。

但短路试验对供电系统本身而言是破坏性试验，试验前若未经合理组织和充分准备，其结果将是灾难性的。

3种试验方案中，方案三是对短路试验方案的优化，大大降低了试验的风险性。

综上，方案的比选优化为试验提供了科学的保障，值得类似工程施工借鉴。

[1] 于万聚．高速电气化铁路接触网[M]．成都：西南交通大学出版社，2002.
[2] 高速铁路设计规范TB 110621-2014 J 1942-2014[S]. 2015.
[3] 高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准TB 10758-2010[S].。