高速鐵路電力屏柜典型故障處理的幾點思考

夏逢兩 中國鐵路上海局集團有限公司杭州供電段

1 引言

高速鐵路電力系統承擔著鐵路運輸生產調度指揮、通信信號、旅客服務等系統供電任務，是確保鐵路安全、穩定、高效運營的基礎設施之一。高速鐵路電力設備的選型標準高，沿線的遠動箱變、車站通信信號所、變配電所、全電纜線路等新設備、新技術、新工藝、新材料應用較多。

高速鐵路電力變、配電設備采用免維護、少維修SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS），斷路器采用真空斷路器。沿線箱變采用中壓預裝箱式變電站，幾乎所有高鐵、客專均是相同的模式。

高壓環網柜作為供電設備中重要的供配電設備，一旦受損或者故障將對設備供電和行車運輸造成很大干擾，本文將剖析兩次典型的電力高壓屏柜事故搶修案例，從中提取好的經驗做法，并對預防高壓屏柜故障的安全風險措施，提高應急搶修處理效率等方面提出建議。

2 應急搶修案例分析

2.1 案例一

2012年6月10日杭深線臺州南配電所電源二（N206）箱體燒損故障。

2.1.1 故障概況

2012年6月10日12時42分29秒005，臺州南配電所電源二（N206）電流Ⅱ段保護跳閘。電流A相:3.81 A，B相:0.03 A，C相:0.03 A，零序電流:3.79 A。電壓A相:3.51 kV，B相:82.26 kV，C 相:92.59 kV，AB 相:85.00 kV，BC 相:104.38 kV，CA相:95.58 kV。

12時43分40 秒路局供電調度試送電一次，合閘成功。12時43分41秒臺州南配電所電源二（N206）又電流Ⅱ段保護跳閘。電流A相:3.80 A，B相:0.00 A，C相:0.02 A，零序電流:3.80 A。電壓 A 相:3.20 kV，B 相:82.67 kV，C相:93.18 kV，AB相:85.32 kV，BC相:104.42 kV，CA相:95.72 kV。

12時43分50 秒，電調又試送一次，合閘不成功。期間臺州南配電所電源一（N105）柜在12時46分、47分、48分多次報零壓告警信息。并于13:02時啟動低壓保護跳閘（供電局停電）。12時52分、58分路局電調又兩次對臺州南配電所電源二（N206）柜進行操作。因通訊裝置問題N206柜返校超時，直到13:06時N206柜開關才處于分位。14:15時臺州南配電所電源一（N105）柜來電，恢復臺州南配電所一路電源。

2.1.2 搶修過程

2012年6月10日13:02時段生產調度接到路局供電調度電話：12:42時臺州南配電所電源二（N206）電流Ⅱ段保護跳閘。12：43分、52分、58分電調分別三次試送不成功。期間13:02時電源一（N105）失壓跳閘（供電局停電），14:15時電源一供電局恢復供電。13:03時通知臺州南電力維修工區，同時通知段領導和相關科室人員。

13：10工區人員首先到達臺州南10 kV配電所巡視。經現場查看發現配電所電纜隔層有煙霧，同時為防止事故擴大將電源一各斷路器斷開。由于該所采用的是GIS高壓開關柜，斷路器采用了SF6氣體，而SF6氣體在故障情況下會生成劇毒氣體，故臺州南電力搶修人員到達臺州南配電所后，首先采取了排風消除毒氣煙霧，在煙霧排除后對電纜隔層進行檢查發現N08柜下樁頭電纜煙熏較嚴重，隨后檢查配電所高壓室設備時發現N08柜A相電纜頭與所箱連接的支柱絕緣子和底座擊穿，同時將支柱絕緣子上方箱體鋼板燒穿嚴重，引起N08柜六氟化硫氣室燒壞，導致漏氣，母聯（N10）、南環二（N12）由于與N08柜氣室相通所以現無法啟用。沿海鐵路防災系統主站電源因南環二、北環一供電臨時中斷。

14：16時恢復臺州南站北環一供電；臺州南至雁蕩山、臺州南至臨海間的綜合貫通分別由雁蕩山、臨海10 kV配電所主供，臺州南10 kV配電所綜合貫通不作相鄰所備供，一級貫通電源由臺州南10 kV配電所分別主供電至鄰所。

2.1.3 搶修重點

根據事故搶修“先通后復”的原則，需及時隔開故障點，縮短故障影響時間，盡快恢復供電。

①現場處理方案是將綜貫、一貫信號電源分別由鄰所供電。所內 N08、N10、N12三柜因同一氣箱，造成電源二所有饋出回路均不能正常供電，電源二停用。

②為保證所有低壓用戶能正常用電，采用了低壓所啟用母聯的方式，先恢復各低壓回路供電，盡量減少對用戶的干擾。

③沿海鐵路防災系統主站電源臨時中斷后，工區急于現場故障處理疏忽了對重要負荷供電的檢查確認，導致電源停電時間一個多小時；搶修預案不細化不具體，對重要負荷恢復供電時間要求上有差距。對重要負荷建立臺帳及相關應急預案，并在日常做好應急演練非常必要。

2.2 案例二

“2015.5.30”杭深線臺州南配電所N14柜南環二跳閘故障處理。

2.2.1 事故概況

5月30日9:11，臺州南電力維修工區接到調度通知，臺州南配電所南環二饋出212斷路器過流一段跳閘，A相電流=0.03 A，B相電流=5.25 A，C相電流=0.05 A，零序電流=5.27 A，A相電壓=74.82 kV，B相電壓=15.95 kV，C相電壓=94.59 kV，AB相線電壓=89.96 kV，BC相線電壓=95.37 kV，CA相線電壓=100.75 kV。工區值班人員立即對南環二饋出的車間變與調機整備所進行線路巡視，并無發現明顯故障點，于下午13:20分在對南環二饋出電纜進行絕緣測試，測得電纜絕緣正常（A對地：1 200 MΩ、B對地：1 000 MΩ、C對地：1 200MΩ），隨后檢查環網柜發現柜內潮濕嚴重，對其進行處理后在天窗點內進行試送后3 s左右配電所南環二饋出212斷路器過流一段跳閘，5月31日下午檢查環網柜發現母排A相擊穿。

2.2.2 搶修過程

30日9:30 臺州南電力工區接調度通知：臺州南配電所南環二饋出212斷路器保護裝置過流I段動作。9:35工區值班人員到臺州南綜合維修基地綜合所，啟用低壓母聯；9:47各低壓用戶恢復供電；

9:36 另一組人員到配電所檢查開關動作情況；

9:40 工區人員到10 KV配電所檢查確認南環二柜212斷路器已跳閘，匯報調度，聯系電調；

9:45 因路局電調要求工區人員對線路進行巡視；

10:48 工區對南環二饋出的車間變與調機整備所進行線路巡視，并無發現明顯故障點；

11:15 聯系調度做好安全措施準備對南環二饋出電纜進行絕緣測試；

13:20 在對南環二饋出電纜進行絕緣測試，測得電纜絕緣正常（A對地：1 000 MΩ、B對地：1 000 MΩ、C對地：1 000 MΩ）；電纜恢復后聯系電調晚上天窗點試送電；

23：10 天窗點內進行試送后3 s左右配電所南環二饋出212斷路器過流一段跳閘；

31日下午13：00車間到現場對環網柜進行檢查，發現母排A相擊穿。環網柜外部潮濕且有白色污穢物；變壓器熔絲熔斷，整個室內潮濕掛有水珠，熔管觸頭處有銅銹。

2.2.3 搶修重點

本次搶修充分體現了“先通后復”和“盡快隔離故障區段”的搶修原則。首先保證各低壓用戶供電不受影響。

①出動迅速，由于高配所與工區比較近，人員能及時到所檢查確認故障信息，且信息傳遞及時準確，人員機具調配及時。

②搶修現場安全措施有序，分工明確，設備比較熟悉，搶修過程中未發生人身或設備的次生損壞。

③由于考慮供電用戶不受影響，采用了天窗點內試送電的方法，最大限度減少了故障的干擾。

3 改進措施及應對辦法

3.1 加強高壓屏柜巡視、保養作業關鍵，從源頭上防止屏柜故障

①在高壓屏柜驗收時要檢查設備安裝平穩，基礎型鋼安裝直線度、水平度mm/m要小于1 mm，防止設備不平造成母排彎曲，氣室連接處受力。

②每季檢查測試GIS柜SF6的氣壓，是否滿足0.035 MPa標準值，SF6氣體指示表指針正常在綠色區，避免氣壓低于標準值后開關動作，造成電弧拉弧無法熄滅而出現故障。

③電纜安裝是否緊密，要無松動。極易造成由于連接不密貼，設備在運行過程中放電燒損，影響到氣室的安全。

④要加強屏柜外部變化的觀察。由于SF6氣體無色無味，一旦泄漏不通過儀器測試根本無法掌握。但如屏柜外部有潮濕、甚至引起水珠（非天氣原因造成），基本可判定有漏氣；同時如外殼有白色污穢時，也是一種漏氣現象。

3.2 日常要重視高壓熔管故障的情況

高壓熔管故障很多都是有其它原因造成，熔管熔斷只是表象，但如不重視，極易造成更大的問題。在杭深線運行過程中多次發現熔斷器熔斷后把熔斷器桶燒壞的現象，究其原因，主要是由于：

①熔斷器存在質量問題，熔斷器在內蕊燒斷的情況下，熔斷器的外部擊穿而導通，引起熔斷器外部發熱（熔斷器外部有電流流過，并是高阻）。同時發現炸裂的熔斷器的撞針只有3 cm，3 cm的撞針不能引起開關跳閘。

②開關柜的熔斷器桶使用樹脂材料，只有3 mm厚不耐熱，很容易燒后漏氣

3.3 要加強重要負荷臺帳建立的相關制度

對設備變動時及時修改資料臺帳，并做好針對性實作演練，提高職工應急故障處理能力。供電設備故障的發生是突然性的，故障發生情況與演練內容不會很一致，但可以通過故障搶修等提高應急處理能力，這就需要通過日常工作的積累。由于高鐵的快速發展，新職工所占比例越來越高，想在最短時間內提高職工的技術水平，唯有通過多練兵，從學習典型事故案例中汲取經驗教訓，努力提高實戰能力。

3.4 建立屏柜故障分類臺帳

由于高鐵設備尤其是屏柜，各線基本是一樣的技術和接線，可以將幾年來運行過程中發生的所有故障歸類分析，指導各電力設備運行部門在應急故障處理時的分析和判斷。

4 結束語

高速鐵路電力屏柜中出現的種種故障的維護及預防不是一朝一夕就能完成的，它是一項長期的工作，我們必須認真對待，在平常的管理中，相關的作業人員應該了解并掌握高壓屏柜的常見故障及維護方法，積極的去探索，善于挖掘新手段、新技術并勇于嘗試運用到日常工作中，這樣才能更好地減少由于故障造成的損失，減少對行車運輸的干擾，確保行車供電安全。