李 锐

0 引言

AT供电制式具有牵引网阻抗小，电压损失小，电能损耗低，供电距离长的特点。采用AT供电制式，牵引变电所和输电线路的设计数量相对较少，可节约电力系统的投资；接触网电分相数量的设置较少，更适合动车组的高速运行。因此，AT供电制式被广泛应用于高速电气化铁路供电系统。

但由于AT供电制式需沿接触网线路架设正馈线，且正馈线对地电压25 kV，电气化铁路设备维护工作量大大增大。特别是正馈线安装高度较高（有时高达15 m），且位于支柱田野侧，远离线路，一旦发生故障，抢修极为困难。本文在既有京广线郑州—武昌段电气化铁路运营经验的基础上，充分结合徐兰高速铁路郑州—西安段电气化设备现状，进一步对高速铁路正馈线故障的抢修问题进行探讨，并给出了一种简单、快捷的故障抢修方案。

1 郑西高铁AT供电制式简介

郑西高铁AT供电制式采用全并联形式，如图1所示。全并联AT供电制式是在复线AT供电制式的基础上，将上下行牵引网的接触线、钢轨和正馈线在牵引变电所出线处、AT所及分区所处均并联起来。与不并联的AT供电制式相比，在相同负载条件下，可以减少牵引网电力损失约10%；同时，由于在每个AT所都进行了并联，负荷电流在上下行牵引网进行了均分，使得线路运行更加均衡，大大提高了供电的可靠性和带负载能力。

图1 全并联复线AT供电制式示意图

2 正馈线故障特点及分析

日常设备运营检修中，因高速铁路接触网巡视方式多为添乘巡视，维修天窗多处于夜间，不易及时发现和消除正馈线设备隐患，故障几率较高。

（1）由于正馈线安装位置远离铁路线路，位于接触网支柱外侧，当大风等恶劣天气情况下，因危树和轻飘垃圾搭挂原因引发故障的情况较多。

（2）由于正馈线随接触网线路架设，范围较广，故障巡视查找面过大，且变电所、分区所出口部分多采用高压电缆，埋设于地面以下，使故障位置确认相对困难。

（3）当正馈线断线时，因其安装位置较高，接续处理难度较大；当发生高压电缆故障时，电缆头制作工艺要求高，短时不易恢复。

3 正馈线故障抢修

3.1 正馈线故障一般抢修方案

（1）正馈线绝缘子故障，影响接触网正常送电时，若属绝缘子脏污造成的，则清扫脏污绝缘子；若属绝缘子击穿造成的，则更换故障绝缘子。

（2）正馈线断线接地时，在接触网作业车平台上或拆除断线处两侧5～6个正馈线悬挂点，将正馈线放至地面；使用紧线工具将2个断头紧至重合400～500 mm后进行接续，然后吊起正馈线恢复原安装形式。当需截除受损的正馈线时，应并接适当长度的同材质辅助线索。

（3）正馈线烧伤需补强时，在接触网作业车平台上或拆除断线处两侧5～6个正馈线悬挂点，将正馈线放至地面进行补强。

（4）该抢修方案仅适用于范围较小且位置已确认的正馈线故障。

3.2 正馈线故障改进抢修方案

采用全并联AT供电制式，因其上下行牵引网的接触线、钢轨和正馈线在牵引变电所出线处、AT所及分区所处均处于并联状态，当供电臂某一 AT段（相邻变电所、分区所之间）正馈线回路不通，无接地故障时，负荷电流仍可通过相邻的AT所或分区所流入另一行正馈线，回流至牵引变电所；当取消整个供电臂的正馈线运行，改为直接供电方式时，负荷电流可通过综合接地线及大地回流至牵引变电所，发生该情况时应将该区段运行列车追踪间隔延长到7 min以上。基于以上分析，可采取如下改进抢修方案。

（1）当发生正馈线故障范围较小且位置已确认时，采取将故障正馈线整锚段撤除运行的抢修方案。在故障正馈线锚段末端下锚处，分别断开故障锚段与其相邻锚段正馈线对向下锚间的连接线，使该锚段正馈线撤出运行。恢复送电时，故障供电臂范围内的AT所、分区所自耦变压器投入运行。

（2）当发生正馈线大范围故障或不能确认其故障位置时，应将故障正馈线整个供电臂撤出运行，改为直接供电制式的抢修方案。实施步骤如下：

第1步，断开正馈线与牵引变电所间的电气连接。正馈线上网前设有单极隔离开关时，在故障供电臂停电条件下断开该单极隔离开关。正馈线上网前未设单极隔离开关，但设有架空线与电缆过渡支柱时，可在故障供电臂停电条件下断开过渡支柱处正馈线连接线；当牵引变电所正馈线采用电缆直接通过双极隔离开关上网时，可在停电条件下拆除故障供电臂正馈线上网点处开关引线。

第2步，断开正馈线与AT所、分区所间的电气连接。断开故障供电臂范围的AT所、分区所内相应断路器、隔离开关及相应上网隔离开关（可远动操作）；同时，确认牵引变电所出口处上下行并联开关处于分位。

第3步。恢复送电时，只对故障供电臂接触悬挂送电，故障供电臂供电制式改为直接供电制式。

该抢修方案适用于各类正馈线故障抢修，特别是在以下情况可以压缩故障停时，快速抢通线路：虽判定为正馈线永久性接地故障（断线或绝缘子击穿等），但故障地点短时难以确认；虽正馈线断线接地故障地点已被确认，但短时难以彻底恢复；正馈线绝缘子大面积污闪，清扫工作量大，用时较长。

4 结束语

（1）通过实施改进抢修方案，可迅速恢复供电，最大限度减少正馈线故障对运输的影响，但故障设备并未彻底恢复，因此，须及时利用天窗时间对故障设备复旧。

（2）实施改进抢修方案后，故障供电臂变为直接供电制式，另一行供电臂变为单线AT供电，负荷电流也不能进行上下行均分，其均处于非正常运行状态。此时，原有的保护不能准确动作，故障测距装置也不能准确发挥作用，因此，非正常运行时间不宜过长，应尽快恢复全并联AT供电制式。

[1]颜文祝，石瑞霞，黄宝权.全并联AT供电网络的电气特性分析及其故障测距方法的研究[J].交通运输工程与信息学报，2007（1）：14-21.

[2]王小峰，高仕斌.全并联AT供电牵引网断线接地故障分析[J].电气化铁道，2007，（6）.

[3]王维芳，高仕斌.全并联 AT供电牵引网故障测距[J].电气化铁道，2005，（8）：20-24.