中铁十四局集团电气化工程有限公司 山东省济南市 250014
摘要：结合已竣工验收交接完成的额哈铁路所处的戈壁、大风、严寒、酷暑等特殊环境下试运营经验，阐述在极端恶劣天气条件下，与传统故障排查方法相比较，远距离高压输配电线路上智能故障指示器的故障指示原理，杜绝因盲目巡线和盲目分段合闸试送电造成的设备仪器损坏及费时、费力、费财情况。
关键词：输配电线路 故障分析 故障指示器 恶劣天气
1 引言
铁路电力是铁路运输生产的重要能源，它与提高运输效率，保证行车安全有着密切关系。为确保铁路运输安全、畅通，高压电力输配电线路必须安全、可靠、稳定的保证供电。然而，在戈壁、大风、严寒、酷暑等极端恶劣天气条件下，铁路远距离高压输配电线路不可避免的存在各种停电事故。当停电事故发生后，如何准确、快速找到故障点进而恢复供电至关重要。本文以额哈铁路为依托，对比传统故障排查方法，阐述智能故障指示器的故障指示原理和巡查特点及优越性。
2 概述
额哈铁路东起内蒙古额济纳旗，西至新疆哈密地区，线路全长629.9km，横贯西北、华北，连接内蒙古、新疆、甘肃三省区，是继兰新二线后，进出疆第二通道，也是国家“一带一路”战略和《中长期铁路规划网》重点工程。额哈铁路极限温度-40℃-40℃区间，最大风速30m/s，覆冰厚度10mm，属于国家Ⅶ类气象区，气候环境极为恶劣。额哈铁路Ⅰ标段DK101-DK419 400km35KV高压贯通线路及35kv高压电源线路，区间供电分支点较多，并且比较分散，施工难度大，监控难度大。投入运营后在极端恶劣天气条件下，停电事故频繁发生，线路维护、维修、保障等异常困难。在这种背景下，如何快速、准确解决这一问题，逐渐成为一个新型课题。
3 传统故障排查方法
在西北、东北、西南等严寒、戈壁、大山地区的铁路高压输配电线路上普遍存在停电事故时，故障排查困难的情况。由于极端天气环境恶劣、路途不畅、天黑照明指示困难等，发生故障时，传统排查故障做法是安排非常多的“事故排查小组”，拉网式“盲目巡线”，没有明显故障指示，只能靠人力和手电筒徒步排查，效率、准确率低下。甚至由于没有足够的故障排查时间而通常进行分段合闸试送电，瞬间事故冲击电流对供电设备造成很大的影响，严重时会损坏设备内部仪器。传统的事故排查做法方法费时、费力、费财。
鉴于以上种种原因，经过详细的现场踏勘，并经过额哈铁路业主、设计、监理、施工四方充分论证的基础上进行设计变更，即在高压输配电线路重要分支点增设安装高压线路故障指示器。实践证明，它是查找、确定故障回路或故障区域的简便而可靠的工具。一旦线路发生短路或接地故障，巡线人员可借助指示器的报警显示，迅速确定故障区段，排除故障，能大大的缩短故障查找时间，有效提高事故后送电效率，有利于提高供电可靠性。
4、故障指示器安装与拆卸
5 故障指示器的特点
（1）在线运行：直接安装在电力线路上，免维护，可长期户外运行；
（2）故障指示：当发生接地或短路故障，依据检测电压和电流的变化，给出相应故障指示；
（3）状态指示：只有在线路发生停送电、缺相、接地、短路或过流现象时才给出指示；
（4）自动复位：动作翻牌后根据设定时间自动复位；
（5）带电装卸：可利用专用的安装工具带电装卸指示器；
6 故障指示器的工作原理
故障指示器在功能上可分为相间短路故障型和接地故障型两种。智能故障指示器在发生接地或短路时指示表现为白天翻牌，晚上亮灯，便于排查。
6.1短路故障检测原理
故障指示器短路检测原理就是利用线路出现短路故障时电流突变及线路停电来检测故障点。
如图一当线路出现短路故障时，短路故障指示器感应到故障电流，则指示器的显示窗口将由白色变成红色（或由不发光转为发光）。根据2#线B相指示器2，5，8和3#线C相指示器3，6，9翻牌（或发光）而11，12指示器没有翻牌（或没发光），即可迅速确定故障为D点。
6.2 接地故障检测原理
故障指示器接地检测原理是检测接地瞬间的暂态电容放电电流、并且检测到线路电压降低时，认为线路接地，否则线路未发生接地。如图由2#线C相3、6、9指示器翻牌显示而12指示器仍未动作，即可判断出D点发生接地故障。
图二：接地故障原理图
6.3 临时故障排除
（1）当故障指示器动作后再作一次判断，如果2s内（一般故障指示器内置临时故障时间）线路电流恢复正常，说明线路开关重合闸成功，故障点被排除，恢复正常供电状态，故障指示器恢复正常状态。
（2）倘若2s内（一般故障指示器内置临时故障时间）线路电流消失，说明故障已引发上级开关跳闸而导致线路失压，则确定为故障，故障指示器保持动作，直到达到设定的复归时间自动恢复正常状态。
7 故障指示器优点
与传统故障排查方法相比，故障指示器线路排查存在如下优点:
（1）迅速指明故障线路和故障点，减小停电面积；
（2）缩短故障排除时间，提高售电量和供电可靠性；
（3）准确指示瞬间故障，利于排除供电隐患；
（4）缩短故障点的查找时间，减轻了巡线人员劳动强度；
（5）避免传统多次拉路合闸巡线给电力设备带来的影响。
参考文献：
[1]DL/T721-2000 配电网自动化系统远方终端
[2]IEC870-5-101 远动设备及系统 传输规约 基本远动任务配套标准
[3]Q/GDW 436-2010 配电线路故障指示器技术规范书 国网公司 科技部和农电部
论文作者:张凤杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
标签：故障论文; 指示器论文; 线路论文; 指示论文; 铁路论文; 高压论文; 发生论文; 《基层建设》2019年第23期论文;