CN202815151U

CN202815151U - 接触网故障判定装置

Info

Publication number: CN202815151U
Application number: CN 201220042679
Authority: CN
Inventors: 王燕楠
Original assignee: BEIJING HENGTONGDA ELECTRIC CO LTD
Current assignee: BEIJING HENGTONGDA ELECTRIC CO LTD
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-02-10

Abstract

本实用新型公开了一种接触网故障判定装置，涉及电气化铁路牵引供电系统的高压电器和接触网线路经常出现短路、断路、高阻(闪络性)等故障的检测领域，包括馈线KX1和馈线KX2，所述馈线KX1上串联有行波传感器C1和断路器DL1；所述馈线KX2上串联有行波传感器C2断路器DL2；所述馈线KX1和馈线KX2并联有负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻；高压脉冲发生器；所述负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻依次串联。本实用新型解决目前牵引供电接触网上发生故障的性质的准确判断和故障点的精确标定问题，提高电气化铁路牵引供电系统的安全性、可靠性和稳定性。

Description

接触网故障判定装置

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路牵引供电系统的高压电器和接触网线路经常出现短路、断路、高阻(闪络性)等故障的检测，其是一种接触网故障判定装置。

背景技术

电气化铁路在我国运营范围很广。由于各种原因，电气化铁路牵引供电系统的高压电器和接触网线路经常出现短路、断路、高阻(闪络性)等故障；这种故障不但严重影响电气化铁路安全及运输，还会造成的供电、用电设备损失，甚至危及人员生命；由于电气化铁路供、用电的特殊性，接触网事故占有相当高的比例。因此，电气化铁道牵引供电接触网故障性质的准确判别和精确定位一直是影响电气化铁道安全及其可靠供电的重要因素，也是影响电气化铁道实际运能的因素之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种能够解决目前牵引供电接触网上发生故障的性质的准确判断和故障点的精确标定问题的接触网故障判定装置

本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现。

本实用新型接触网故障判定装置包括馈线KX1和馈线KX2，所述馈线KX1上串联有行波传感器C1和断路器DL1；所述馈线KX2上串联有行波传感器C2断路器DL2；所述馈线KX1和馈线KX2并联有负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻；高压脉冲发生器；所述负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻依次串联。

本实用新型的有益效果：本装置依次采用双端D型行波法与单端A型行波法和主动式单端C型行波法、利用断路器重合闸的E型法等多种行波测距方法相互印证测距结果，准确标定接触网故障点，缩短接触网故障维护、抢修时间，有利于及时修复故障线路，另外，还可以利用本装置的C型检测法准确判断接触网馈线的故障性质，避免对故障线路盲目的重合闸，减少短路故障大电流对变压器、断路器、接触网等高压电器的冲击和损伤，提高电气化铁路牵引供电系统的安全性、可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型接触网故障判定装置的接线原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型包括馈线KX1和馈线KX2，所述馈线KX1上串联有行波传感器C1和断路器DL1；所述馈线KX2上串联有行波传感器C2断路器DL2；所述馈线KX1和馈线KX2并联有负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻；高压脉冲发生器；所述负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻依次串联。

电气化牵引变电所分别向两个不同的方向的接触网供电，每一个方向称作一个供电臂，每一个供电臂又分为上行KX1、下行KX2的两条接触网馈线，在远离变电所的接触网的末端由分区所用G开关把KX1和KX2两条接触网连接起来。本装置根据电气化铁路牵引变电所中同一供电臂的上、下行馈线在开闭所连接在一起的特殊方式，在变电所一端的故障判定装置上，利用同一台设备的同一时钟系统对上、下行馈线进行D型法测距。避免采用GPS对时方法，节省为了统一时钟采用的通信设备。在每个接触网馈线出口处各安装设置高压行波传感器C 1和C 2、......；这些行波传感器全部接入牵引变电所内使用统一时钟的一台接触网故障判定装置上。

接触网正常送电时开关G1为合闸状态，当接触网发生故障时产生的故障行波会分别沿着上行1、下行2接触网馈线传播到接触网馈线出口处设置的高压行波传感器C1和C2处，对于判定装置来说即会首先采集到来自C1、C2的两端的初始行波波头信号，稍后上行KX1、下行KX2接触网还会在C1和C2处采集到由故障点反射回来的故障行波信号，此时测距装置会分别按照D型行波法处理最先到达C1和C2处的一对初始行波信号，给出D型行波法的故障测距结果。然后再按照A型行波法分别单独处理C1或C2上第一个行波波头信号和由其在故障点反射回来的行波信号，并给出用A型行波法的故障测距结果。

然后，故障线路的断路器受馈线保护装置控制会自动跳闸，相应的接触网馈线失电，接触网末端开闭所的开关G1会自动断开，此时故障判定装置会自动启动C型故障判定方法。C型行波法的检测过程：当接触网发生故障馈线断路器DL经继电保护动作跳闸后，本装置负荷开关FH合闸，27.5kV母线经过高压电阻 R1和二极管D整流，瞬间直接给高压脉冲发生器PR充电到一定幅值后负荷开关又立即断开，在断路器DL跳闸1秒后故障线路上的高压脉冲开关K迅速合闸导通，高压脉冲发生器PR瞬间把高压脉冲电流释放到故障线路上，触发和重现接触网故障。接触网馈线出口处设置的高压行波传感器C会检测到发射出去的行波信号和由故障点反射回来的故障行波信号，此时判定装置会自动按照C型行波法分析处理，判定出接触网故障的性质和故障点距离。这一过程在2秒钟内完成。

在故障线路的断路器跳闸2～3秒后，馈线保护装置会自动启动断路器重合闸送电，此时故障判定装置会利用断路器重合闸来完成上述E型行波法的故障点测量和故障性质判定过程。

直接安装在牵引变电所27.5kV馈出线的出口上的专用的高压高频行波传感器C拾取故障行波信号，此高频行波传感器仅拾取接触网上的频率在1MHz-30MHz范围内的有效故障行波信号。由于传感器的高频特性，将会把频率在800kHz以下的由邻线、机车和外界等因素产生的工频及其多次谐波的干扰信号完全屏蔽掉，有利于接触网馈线故障的判别和定位。

接触网故障判定装置使用高速数据采集模块采集记录、存取故障点行波信号。高速数据采集模块为多通道独立采样，设有多种触发方式；采样频率为100MHz；数据的采集深度为64Kbit；采样精度为12Bit。按照行波的传播速度计算，高速行波信号每2个数据采样点之间对应的距离小于3米；测量线路长度可达90公里。同时接触网故障判定装置控制使用实时处理的控制模块，接受馈线保护装置信息，控制高压负荷开关和高压放电管的分、合闸动作，按时完成对高压脉冲发生器的充电和对故障接触网线路的放电任务。在判定接触网线路发生永久故障时，会及时闭锁故障线路断路器的重合闸。保证在2秒钟重合闸时限内完成C型故障判定方法。

接触网故障判定装置的数据处理系统利用FIR滤波、相似性原理、小波分析的方法，通过求取信号奇异点进行故障行波波头信息的提取，准确获取行波中的故障信息。

行波在线路上以近似于光速的速度传播，速度的微小偏差量对于实际测距精度将产生重大影响。而行波波速与线路结构及分布参数、波阻抗，行波频率等直接相关。对于户外运行的铁路牵引网来说，还需考虑线路的架设情况，天气状况等，影响因素复杂。本装置根据天气情况，采用分时、分段的方法从牵引供电接触网馈线上采集无故障时的标准行波信号，再根据实际线路的结构、波阻抗和距离等参数，实时标定各种气候时段下各个路段的标准波速。在采集到发生故障接触网线路的行波信号后，根据当时的气候条件和各个路段的标准波速逐段分析计算，准确标定接触网线路故障点。

在牵引供电接触网发生故障的一次过程中，仅用一套设备即可解决接触网故障性质的判别，又可高精度定位故障点。检测过程中使用几种不同的方法判定接触网馈线的故障点距离和故障性质，用多种故障测距结果互相验证，更利于实际故障点的准确查找和定位。

以上参照实施例对本实用新型进行了说明。但本领域技术人员可以明白，还可以在上述实施例的基础上对其进行多种的变换或替换。因此，由权利要求定义的本实用新型的保护范围，其不仅包括上述实施例所述的方式，还涵盖了各种修改、变换及等同方式。

Claims

1.一种接触网故障判定装置，其特征在于，包括馈线KX1和馈线KX2，所述馈线KX1上串联有行波传感器C1和断路器DL1；所述馈线KX2上串联有行波传感器C2和断路器DL2；所述馈线KX1和馈线KX2并联有负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻；高压脉冲发生器；所述负荷开关、熔断器、高压整流管、充电限流电阻依次串联。