有关于测距高速铁路短路试验对故障测距装置验证

论文导读：障测距装置的精确度，调整故障测距的相关数据，从而提高了高速铁路运营的安全性、可靠性。1高速铁路短路试验方法以国内某条高铁短路试验为例，在接触网作业车上设断路器（不设继电保护），接触网作业车停放在短路点，接触网、正馈线经断路器与钢轨短接，在变电所合闸接触网带电后，现场短路点断路器闭合，形成接地短路。2
摘要：本文通过对高速铁路进行接触网短路试验，对取得的相关参数进行分析归纳，验证接触网故障测距装置的精确度，调整故障测距的相关数据，从而提高了高速铁路运营的安全性、可靠性。
关键词：高速铁路；短路试验；故障测距；验证；调整
Abstract: in this paper, through the contact net short circuit test on high-speed railway, analyzed and summarized the related parameters are obtained, verify the accuracy of contact net fault location device, the related data to adjust the fault location, so as to improve the safety, reliability of high-speed railway.
Keywords: high speed railway; short-circuit test; fault location; verification; adjustment
：A
0引言
高速铁路列车速度快，行车密度大，对牵引供电系统供电可靠性提出了更高的的要求。牵引接触网线路一旦发生故障，导致高铁停运，严重影响列车运输秩序。所以必须尽快根据找到故障点，及时排除故障，最短时间恢复列车供电。这就对接触网故障测距装置精确度提出更高要求。本文通过对高速铁路进行接触网短路试验，对取得的相关参数进行分析归纳，验证接触网故障测距装置的精确度，调整故障测距的相关数据，从而提高了高速铁路运营的安全性、可靠性。
1高速铁路短路试验方法
以国内某条高铁短路试验为例，在接触网作业车上设断路器（不设继电保护），接触网作业车停放在短路点，接触网、正馈线经断路器与钢轨短接，在变电所合闸接触网带电后，现场短路点断路器闭合，形成接地短路。
2高速铁路短路试验程序
选取高速铁路牵引变电所向下一个分区所供电臂为一个试验区间，共进行8次短路试验。

2.1 AT所附近（中间短路点）

在高铁牵引变电所向分区所方向供电臂上行线设短路点，对接触网T线和正馈线F线人工实施永久性短路各1次；下行线设短路点，对接触网T线和正馈线F线人工实施永久性短路各1次。

2.2分区所附近（全并联供电运行方式）（远端短路点）

在高铁牵引变电所向分区所方向供电臂上行线设短路点，对接触网T线和正馈线F线人工实施永久性短路各1次；下行线设短路点，对接触网T线和正馈线F线人工实施永久性短路各1次。

2.3 高铁牵引网故障测距方式介绍

高铁牵引网正常供电时采用AT全并联运行方式，当变电所馈线故障跳闸或倒闸停电后，AT所、分区所解列，牵引网变成直供方式。针对高铁牵引网存在AT供电方式和直供方式动态变化的特点，目前国内高铁故障测距大多采用吸上电流比原理和线性电抗法原理相结合的方法，当牵引网为AT供电方式时，采用吸上电流比原理；当牵引网为直供方式时，采用线性电抗法原理。

2.4 与故障测距有关的定值

变电所吸上电流比原理测距关键定值
D1
（变电所至AT所距离，含变电所供电线）D2
（AT所至分区所距离，含分区所供电线）Q
（漏抗）K
（电流分布系数）
1

4.58 km1

3.90 km71

变电所直供测距关键定值 T线单位电抗一次值：0.3Ω/km；F线单位电抗一次值：0.45Ω/km；架空供电线单位电抗一次值：0.37Ω/km。

3短路试验结果
第一次试验，AT所附近上行T线短路，吸上电流比原理测距误差0.15km，重合闸动作之后加速跳闸，线性电抗法测距误差0.14km；
第二次试验，AT所附近上行F线短路，重合闸退出，吸上电流比原理测距误差0.77km；
第三次试验，AT所附近下行T线短路，吸上电流比原理测距误差0.01km，重合闸动作之后加速跳闸，线性电抗法测距误差0.21km；
第四次试验，AT所附近下行F线短路，重合闸退出，吸上电流比原理测距误差0.77km；
第五次试验，分区所附近上行T线短路，吸上电流比原理测距误差0.62km，重合闸动作之后加速跳闸，线性电抗法测论文导读：重新计算，结果如下：由此可见，将漏抗Q值调整为10之后，第二个AT区间短路时测距误差可以进一步减小，满足误差不超过500m的标准要求。5故障测距调整直供方式时T线测距误差很小，验证了当前的T线直供测距定值和测距原理准确，暂时可不做调整。由于F线未做直供短路试验，所以目前无法验证F线电抗定值的准确性
距误差0.05km；
第六次试验，分区所附近上行F线短路，重合闸退出，吸上电流比原理测距误差0.69km；
第七次试验，分区所附近下行T线短路，吸上电流比原理测距误差0.72km，重合闸动作之后加速跳闸，线性电抗法测距误差0.13km；
第八次试验，分区所附近下行F线短路，重合闸退出，吸上电流比原理误差0.89km。
从短路试验结果可以看出，直供方式下T线测距误差很小，最大的为210m，完全满足我国电气化铁路测距误差不超过500m的标准要求，所以T线的测距分段数和单位电抗定值整定与实际线路情况基本相符，T线直供测距的相关定值无需作调整。
由于F线未做直供短路试验，所以目前无法验证F线电抗定值的准确性，只能在以后运行过程中通过几次短路故障数据来验证和调整。
AT供电方式时，采用吸上电流比原理测距有两次很准确，也有几次误差稍大一些，具体原因下面做详细分析。
4AT方式故障测距分析

4.1影响测距精度的因素

“AT中性点吸上电流比原理”测距公式如下，牵引网故障时，如图1所示：
故障发生在第n个AT和第n+1个AT之间
测距公式：
式中 L：故障点距变电所的距离。
Ln：变电所距第n个AT的距离。装置内部自动计算，无需人为整定。
Dn：第n个AT与第n＋1个AT之间的距离，需要人为整定。
In,In+1：分别为第n个AT与第n+1个AT中性点的吸上电流和，实际采集量。
Qn,Qn+1：与AT之间的距离、钢轨漏导、AT漏抗、馈线长短、钢轨联接导电情况等因素有关的系数，需要人为整定。
Kn,Kn+1：电流分布系数，范围根据站场情况可调整。对标准区间线路K=1.0。
其中Qn=Qn+1=7；kn=kn+1=1
短路点在第一个AT区间时：Ln=0；Dn=14.58
短路点在第二个AT区间时：Ln=1

4.58；Dn=13.9

1）在AT所附近T线短路时，测距精度比较高，最大误差为150米；在AT所附近F线短路时，测距误差稍大一些，初步分析原因为：在AT所附近F线短路，会出现分区所的吸上电流大于变电所吸上电流的情况（具体可查看短路试验详细数据），这点与AT供电方式的原理相悖（短路点所在AT区间两端的自耦变吸上电流最大，其他区段的吸上电流为0或很小），从而影响了测距装置对故障区段的判断，造成测距结果误差较大。若故障区段正确判断为第一个AT区间的话，利用测距公式，根据短路试验数据将F线故障距离重新计算一次，结果如下

由此可看出，只要故障区段判断正确，误差将大大减少，第一个AT区间F线短路的测距精度可以提高很多。之所以出现第一个AT区间F线短路时吸上电流分布异常的现象，初步分析是因为高铁全线都采用综合接地方式，故障电流流入地网之后流通很顺畅，有相当大一部分短路电流直接在源于：毕业论文指导记录www.7ctime.com
地网流通而不经过自耦变中性点流回T线和F线，AT所和分区所的自耦变吸流功能受到影响。
2）在分区所附近短路时，T线和F线误差都稍微偏大，为700米左右；分析原因，目前故标定值里的漏抗Q=7偏小，将Q值调整为10之后，再根据短路数据按照测距公式重新计算，结果如下：

由此可见，将漏抗Q值调整为10之后，第二个AT区间短路时测距误差可以进一步减小，满足误差不超过500m的标准要求。
5故障测距调整
直供方式时T线测距误差很小，验证了当前的T线直供测距定值和测距原理准确，暂时可不做调整。
由于F线未做直供短路试验，所以目前无法验证F线电抗定值的准确性，只能在以后运行过程中通过几次短路故障数据来验证和调整。
3） 第一个AT区间T线短路的AT测距误差很小，验证了当前T线短路时的故障区间判断方法和测距原理正确，暂时可不做调整。
4）第一个AT区间F线短路的AT测距误差稍大，原因为F线短路时吸上电流分布不规律影响影响故障区间的判断，所以需要根据F线短路电流的分布特点，重新研究一种新的故障区间判断原理，以消除电流分布不规律的影响，提高测距的准确性。
5） 第二个AT区间T线、F线短路的AT测距误差稍大一点，原因为漏抗Q值整定偏小；将Q值调整为10之后，测距误差进一步减小，所以需要调整测距定值。
结束语
高速铁路短路试验是非常有必要做的试验，通过短路试验，验证故障测论文导读：上一页123
距装置的精确度，调整故障测距的计算原理和相关定值，使故障测距误差范围达到要求，当牵引网发生短路故障之后，可以及时准确地找到故障点进行抢修，缩短故障停电时间保证高铁线路快速恢复正常运行；并为高铁故障测距原理进一步优化和完善提供足够的数据基础，使我国的高铁技术不断进步发展。
参考文献
高仕斌,王伟，陈小川等.AT供电牵引网微机故障测距系统的研究，铁道学报，1993，15:19-27
李彦吉，李玉林.故障点标定装置精度的再提高，电气化铁道，2001（01）
[3]鲍英豪，刘静.带保护线的全并联AT供电方式故障测距方案研究，铁道技术监督，2008(02)