浅析城市轨道交通牵引供电系统接触网短路试验袁秋扬

浅析城市轨道交通牵引供电系统接触网短路试验袁秋扬

袁秋扬

东莞市轨道交通有限公司广东省东莞市523000

摘要：通过对城市轨道交通牵引供电系统接触网短路试验方法的介绍，简述了接触网短路试验注意要点、短路点选择、前提条件，为类似试验提供参考。

关键词：城市轨道交通；牵引供电系统；接触网；短路；试验；

1导言

城市轨道交通在运营前需要通过接触网短路试验对牵引供电系统做出全面的检查，测试牵引供电系统发生故障时可靠快速地切除故障回路的能力，保证城市轨道交通运营的稳定和安全。

2牵引供电系统接触网短路试验的介绍

牵引供电系统接触网短路试验需选取近端及远端等不同的地点，分别短接接触网与钢轨/架空地线，采用撤除直流馈线开关的线路测试功能后合闸或直接合闸的方法向接触网送电，短路电流使相应直流馈线开关保护动作后跳闸切除故障回路，验证直流开关柜继电保护的准确性，保证牵引供电系统的可靠性。

3试验方案及分析

为保证试验操作人员的人身安全及试验结果的准确性，避免采用“先送电再短接”方案，应选择“先短接再送电”的方案。此方案即人为做好短接点，再进行送电操作，主要优点有三个：1、操作简单经济，只需在短路点预先安装短接线；2、操作人员在试验前能离开短路点，保证人员的人身安全；3、短接点连接牢固可靠，避免接触电阻不稳定导致短路电流较小影响试验准确性的情况。

4接触网短路试验的方法

4.1短路点的选择

《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50229-1999）中牵引供电系统接触网短路试验应符合下列要求：1、选择一个单边供电或一个双边供电区间进行；2、单边供电时在供电末端，双边供电时在靠近一端变电所30m以内制造人为短路；3、牵引变电所控制信号和保护系统投入正常运行；4、两端变电所均应可靠分断，信号显示正确，设备无任何异常现象。

按理论上产生最大短路电流及最小短路电流的地点来确定相应的短接接触网区间。此外，短路电流还与牵引供电系统整流机组容量及直流馈线开关保护设定有关系。检验直流馈线开关的电流速断保护（大电流脱扣）应选取最大容量变压器最近馈出的接触网区域进行短路试验，检验直流馈线开关di/dt（△I）保护应选取小容量变压器最远馈出的接触网区域进行短路试验。

城市轨道交通牵引供电系统一般由牵引变电所、接触网、电客车和钢轨等组成，在进行接触网短路试验时，建议全区段不开行电客车，用接地线短接接触网和钢轨/架空地线，进行接触网短路试验。下图示例为选取最大容量变压器最近馈出的接触网区域，在靠近牵引所A一端进行短路试验。

近端短路示意图

4.2短路点接线方法

城市轨道交通牵引供电系统接触网短路属于破坏性试验，试验过程中，会在短路点产生很大的短路电流，继而导致发热及拉弧，因此务必防止短路电流对接触网系统本身造成直接伤害。

接触网短路试验前，在短路点安装临时短路接地装置，采用2根150mm2电缆连接线作为接地线，长度按现场实际所需。接地线与汇流排连接端，通过铜铝过渡线夹与钢性悬挂汇流排电连接线夹进行连接。接地线与铜铝过渡线夹的连接提前压接预制好，接地线与钢轨连接端提前压接好接线鼻，通过接线鼻紧固在钢轨连接的接地线夹上。接地线夹与钢轨连接处，应打磨除锈，并涂导电膏，以便降低接触电阻，可靠连接。各部分螺栓须用力矩扳手按要求进行力矩紧固。

短路连接示意图

5合闸方式

撤除线路测试及自动重合闸功能后，利用直流馈线开关直接合闸按钮引线到安全的区域进行直接合闸操作，用时间继电器两对触点分别接入直流馈线开关柜合闸按钮及框架保护跳闸接口，当人工操作按钮后直接合闸，断路器正常跳闸，而框架保护由于时间继电器延时1.5秒动作躲过保护跳闸时间。

若直流馈线开关不能及时跳闸，将扩大故障范围。为防止严重后果，利用延时继电器设计增加跳闸回路连接在上级35kV开关柜上。

进行直接合闸操作后，相应的直流馈线开关合闸，常开辅助节点闭合，延时继电器开始计时。在定时数值到达前，直流馈线开关正常跳闸（常开辅助节点打开），不会导致上级35kV开关柜柜跳闸；在定时数值到达后，直流馈线开关未正确动作，继电器节点闭合触发上级35kV开关柜动作跳闸，多重继电保护，防止接触网短路试验不可预见的破坏性，保护牵引供电系统。

延时联跳上级35kV开关柜示意图

6试验前提条件

城市轨道交通牵引供电系统接触网短路试验前应满足以下条件：

1、对相关直流短路进行计算，形成相关报告及结果，确认预期的系统短路电流值和设计的设备容量/额定值并形成文件，以便对接触网短路试验的结果进行预计整定。

2、供电系统工程已经调试并检查完毕，包括所有回流线、均流线、接触网电连接线、钢轨电连接线等已经完成并经确认，各分段绝缘器的绝缘性能经过测试合格，有测试记录。

3、城市轨道交通接地系统工程已完成并检查完毕，提供接地电阻测试报告。

4、牵引变电所交直流设备（含各处轨电位限制装置）经测试合格，已经正常运行，并有测试记录。

5、各设备检验完好，继电保护装置（含大电流脱扣）已经完成测试，按设计下达的保护整定值通知单完成整定，并有测试报告。

6、相关直流开关柜短路型试验报告完备。

7、接触网已经受电并正常运行。

8、相关的信号系统轨旁设备已经安装完成，不影响钢轨的设计绝缘要求和正常的牵引回流通路，确认钢轨的牵引回流中的设计短路电流不会对信号设备造成影响。

9、已与钢轨连接的屏蔽门，不影响钢轨的设计绝缘要求和正常的牵引回流通路，确认牵引回流中的设计短路电流不会对屏蔽门设备造成影响。确认站台绝缘地板已经施工完成并达到设计绝缘要求。

10、确认接触网短路试验所需的仪器仪表、备品备件准备完好并已就绪。

11、接触网短路试验前测试合闸峰值电流满足最大短路电流的要求。

12、确认直流馈线开关撤除线路测试及自动重合闸功能后，继电保护功能可以正常运作，满足切除短路电流的要求。

13、确保短接接触网的区域已完成出清工作并做好封锁程序，相关区域禁止一切作业。

14、接触网短路试验过程中所需的通信畅通，提前做好通话确认，做好应急的准备。

15、完成相应的应急预案，若接触网短路试验中发生意外时，即时启动应急保障程序，把影响降到最低。

7结论

城市轨道交通牵引供电系统接触网短路试验是一项破环性试验，如果组织不合理，测试前准备不充分，结果是灾难性的。故试验的整个过程包括前期的准备务必科学精心，组织实施有条不紊，在达到预期测试效果的同时，不影响供电系统的正常运行。

参考文献：

[1]张永健.高速铁路接触网短路试验的实施组织研究[J].上海铁道科技技，2012，（1）：1-2，6.

[2]李强.AT牵引供电网络短路试验方法研究[J].铁道机车车辆，2013，33（2）：115-118.

[3]黄维军.城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路故障分析[D].西南交通大学2010.