吴文俊

摘 要：我国的城市规模在近年来不断扩大，城市人口越来越多，地铁作为一种通行效率极高的公共交通，近年来在大中型城市越来越受到重视。但是在地铁的运行中，其接触网一般在露天环境中使用，因此受到外界的影响较大。因此，在地铁投入运行之前，有必对地铁供电系统进行全面检查，以确保其有效性。确保供电系统在发生故障后能立即解决问题，并将事故的程度控制在合理范围内，从而有效减少对轨道交通的影响，并充分保证设备和乘客的安全。接触网短路实验是可以有效测试供电系统可靠性的预调试测试方法之一。下面主要分析实验方法，希望为相关人员提供参考。

关键词：地铁电气化;接触网短路试验;可靠性;实验方法;技术性分析

中图分类号：U231.8 文献标识码：A

0 前言

由于工作条件的特殊性，地铁电气化接触网断路器跳闸的可能性相对较高，如果断电将严重影响正常的地铁运输。经过分析，发现接触网跳闸事故的主要原因是接地短路。因此，通过进行接触网短路实验以模拟接地电路的短路，可以准确地确定诸如接触网阻抗值之类的基本参数并验证故障的参数，对固定值设置提供更精确的保护，从而为接触网故障的准确分析提供坚实的基础。

1 地铁电气化接触网短路实验的含义和内容

地铁电气化接触网短路实验用于测试接触网短路电流、牵引变电站短路电压、AT接触网短路电压和分区所等。此外，还需要进行电磁兼容和广泛的接地测试。

（1）测试接触网故障装置对故障位置检验的转曲线，并通过获得的相关试验数据调整相关的参数设置和线路的单位电抗等，以使故障标记装置的误差控制在合理的范围之内。 （2）针对机电保护的各种性能进行选择性测试，比如后加速、启动、动作以及延时等，以保证其功能可以执行，并根据试实验结果进行适当的调整。

（3）检查AT和变电站的数据上传功能和自动同步记录功能，以有效满足标准设备故障的采样时序要求。

（4）进行短路实验时，必须检查短路时钢轨电位、信号电缆产生的感应噪声以及每个轨条中短路电流的分布，以确定故障的抗干扰实验。

2 地铁电气化接触网短路实验方法以及影响

2.1 地铁电气化接触网短路实验方法

新建地铁的供电方式通常是AT供电方式，根据相关规定接触网线路短路仿真的测试项目主要包括：完全并联模式下的接触网与钢轨之间的短路实验以及正馈线对钢轨短路实验;非并联模式下的接触网与钢轨之间的短路实验以及正馈线对钢轨短路实验;直接供电模式下接触网与钢轨之间的短路实验以及正馈线对接触网短路实验。

2.2 地铁电气化接触网短路实验的理论分析

对于接触网线短路实验点，在第一个AT部分的末尾和第二个AT部分的中间位置设置AT供电方式。以AT的第一部分末尾的短路实验为例。在地铁电气化接触网对钢轨短路实验中，短路电流路径如下：①变电站的主变压器—②接触网—③钢轨—④吸上线—⑤保护线—⑥集中式变电站接地箱。如果接地，则短路电流的主要路径为：①变电站的主变压器—②接触网—③大地—④变电所地网—⑤集中式变电站接地箱。

2.3 效果比较与分析

通过将接触网对钢轨与对地短路实验进行比较，可以看出，对钢轨短路实验的优势在于短路电流回路顺畅。地铁电气化接触网对钢轨短路实验时，牵引变电站和AT接触网线处于短路状态的短路电流和电压参数，计算AT吸入电流比，并在计算短路点供电臂阻抗时接近理论值。可以准确的分析并测试继电保护选择性、灵敏度和可靠性。对地短路实验的准确性相对较低。

2.4 地铁电气化接触网对钢轨短路实验的潜在影响

在地铁电气化接触网短路实验中，在AT供电方式下，短路电流非常大，短路电流值达到3 000 A～6 000 A。如果出现接触不良的问题，则短路电流会烧毁钢轨。尽管可以通过添加垫片并在适当的位置施加导电膏将短路线与钢轨紧密地结合在一起，但在连接点处仍会出现不同程度的灼伤。相关规定表明，钢轨表面缺陷轨头踏面不得超过0.35 mm，其他位置不得超过0.50 mm。对于缺陷部位在同一天进行焊接修复，并在焊接过程中保持钢轨锁定轨温不变，工作温度应比锁定实际温度低0℃～20℃，焊接短轨时，短轨的长度必须至少为20 m。由此可见，地铁电气化接触网对钢轨短路实验时，钢轨极易出现灼烧风险，换句话说，只要连接部分的钢轨灼烧超过0.50 mm，就必须焊接短轨，且短轨的长度不得小于20 m，直接花費约15万元。这不仅会导致经济损失，而且还会影响运输的安全性。

2.5 地铁电气化接触网短路实验方法优化分析

鉴于地铁电气化接触网短路实验方法的缺点，需要找到解决方案，使短路实验期间短路不直接连接到轨道，但可以提供相似的测试结果。在地铁电气化接触网对钢轨短路实验中，短路电流路径如下：①变电站的主变压器—②接触网—③钢轨—④吸上线—⑤保护线—⑥集中式变电站接地箱。如果省略了③钢轨，则还可以执行短路实验。然后短路电流的路径变为：①变电站的主变压器—②接触网—③吸上线—④保护线—⑤集中式变电站接地箱。在该方案中短路电流的回路也非常顺畅。

在对短路电流的路径进行有效分析之后，发现无需连接钢轨和短接线，更改短路实验点，使其靠近供电臂中的吸上线，然后直接连接吸上线和接触网以完成短路实验，即可避免接钢轨试验。在实验期间使用此方法，则当前短路电流的路径变为：①变电站的主变压器—②接触网—③吸上线—④保护线—⑤集中式变电站接地箱。短路电流回路也非常顺畅，实验效果与接钢轨连接方法相同，有效地提供实验的准确性，也可以大大降低短路实验点对钢轨造成的影响。

3 地铁电气化接触网短路实验条件分析

（1）编制接触网短路实验计划并获得监管部门，建设部门和其他相关部门的批准。

（2）建立短路实验组织并明确职责。确保负责人，短路点操作人员和相关人员之间的通讯不间断。测试现场的清场工作，所有非测试人员均撤离。如果屏蔽门连接到钢轨，请确保短路实验不会影响屏蔽门设备。

（3）确认试验区域的接触网断电，在试验期间不得连通，在测试期间，试验区域20 m范围内任何人都不得进入。 （4）在实验之前，测试站的工程师和技术人员打开牵引变电站高压输入线门，并准备快速手动打开牵引变电站高压输入线路断路器。如果在短路实验期间断路器未正常跳闸，现场负责人将手动切除牵引变电站的高压输入，以防止发生短路，从而严重损坏线路和设备。

（5）该项目应提供适当的报告/结果，确认系统中短路电流的期望值和设备的设计功率/标称值，并生成文档以方便示波器的工作范围设置。

（6）系统已打开并正常运行，已安装相应信号系统的跟踪设备。必须确保不违反有关隔离轨道和正常返回牵引路径的设计要求，并且确保牵引返回回路中的额定短路电流不会影响信号设备。

（7）确认实验区域完成清场工作，确认适当备件的可用性，确认已遵循适当的实验程序和关闭实验区域的措施。提前告知其他单位试验周期和时间，并要求在相关平台上停止所有操作。

4 地铁电气化接触网短路实验注意事项

（1）在实验过程中，应组织专家进行监督并准备备件。如果出现异常情况，必须及时更换。然后分析并总结损坏的原因，以有效防止实际使用中设备的损坏。

（2）短路实验卡作为实验的主要内容，充分体现了具体要求和相关要求的重点。只有做好短路卡的实施，才能从根本上保证短路实验的顺利进行。

（3）为了有效地保证实验结果的准确性，在实验中必须做好各项工作的配合。

（4）严格控制人数，完成设备综合检查和人员清场工作。实验之后，必须仔细检查测试区域中的变电站设备和接触网设备，以确保它们工作正常。此外，诸如公共工程，电力服务和通讯设备之类的物品也必须在实验完成后检查设备的状况，以有效地确保其工作状况良好。

5 结束语

接触网短路实验作为电气化地铁联合调试的项目，可以有效确保地铁的安全高效运行，提高城市通行效率，为城市发展提供良好的基础。

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