2025年地铁直流牵引供电系统故障测距研究.pdfVIP

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

地铁直流牵引供电系统故障测距研究

摘要：当前我国轨道交通工程的发展十分迅速，刚性接触网供电系统因为其

占用空间少、接触网无张力、架设和维护过程简单的特点，在城市轨道交通工程

中得到广泛应用。城市地铁是交通运输的主要形式，因为有着运输能力强、运输

速度快和对环境污染小的特点，在城市交通工程中有着重要作用。本文主要从作

者实际工作经验入手，分析地铁直流牵引供电系统的故障测距方法，希望对有关

从业人员带来帮助。

关键词：地铁工程；牵引供电；故障分析

前言；当前我国主要是采用电能为地铁提供牵引动力，确保地铁牵引供电系

统的安全性和稳定性，可以保证车站动力照明设备的可靠工作和地铁列车安全运

行。首先，区域公共电网在经过输电线路把电能运送至地铁主变电所或开闭所，

经过牵引降压变电所后，地铁牵引供电系统把所接收到的电能供给接触网，接触

网则是经过受电弓将其电能传送至电力机车，电力机车动力电机在接受电能后，

驱动列车前行。在当前，全球范围内运行地铁列车是冲击性和波动性较大的单相

大功率不对称负载，在运行的时候会出现大量谐波电流，造成系统无功功率的不

足，这些谐波电流流入地铁牵引供电系统，给公共区域供电安全和电能质量带来

很大影响。下面就对其进行分析。

1地铁牵引供电系统

地铁牵引供电系统作为地铁供电系统的核心部分，由牵引变压器、整流器、

接触网、走行钢轨以及回流电缆构成。牵引变压器和整流器把地铁主变电所/开

闭所输送的高压交流电转变成高压直流电，经过馈电线送入接触网，电力机车受

电弓从接触网中获取电能，经过电力机车走向钢轨和回流电缆使得构成完成的回

路。

2直流牵引供电系统的接触网故障电测距方法分析

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

电力系统故障点测距方法由故障点的分析方法和行波方法。故障分析方法则

是称为电阻方法，这个方法按照供电系统电气参数和测量故障的电气量，经过推

算出公式进行计算故障点所在的位置，这个测距方法是传统的故障点测距方法。

行波方法则是基于暂态行波在传播过程中，遇到的波阻抗不连续点发生的折射和

反射原理，得出行波波头之间时间差，实现故障点测距。在行波法中，波速是对

其故障点精准定位的因素，波速的计算是由大地电阻率的大小、接触网架构配置

所决定的。另外，行波是影响其故障点精准定位的关键，波速计算受到大地电阻

率的大小和接触网的架构配置影响。行波的间距还需相关设备实现，整体投资成

本大。直流牵引供电系统基础网是沿着隧道内部进行，其地质条件复杂，不同区

域的地质段土壤电阻率不同。由直流牵引供电系统的站间距比较短，电压等级低，

行波过程不明显，应用行波方法测距的难度大，准确度低。行波方法不太适合应

用在直流牵引供电系统的故障点测距方面。地铁应用DC1500V或DC750V电压等

级的直流供电方式向列车供电，直流电压与直流电流进行比较，有效的信息少，

只有幅值或变化量信息。在稳定的状态下，可以简单分析，电容和电感等参数不

纳入计算中，为故障点分析工作开展奠定基础。依据测算使用的故障量不同，故

障点分析的方法能够划分为单端方法和双端的方法。单端方法则是应用牵引变电

所馈线一侧的电压和电流量线路参数，对其故障点位置的准确计算。单端方法的

设备简单，容易实现，只是使用一个检测端检测电气数据能够对其故障位置准确

定位。过渡电阻还会影响到单端方法的定位精准度，不能准确获取对端电气信息。

双端方法是依据其短路线路的两端电气量，对故障点位置的计算，消除过渡电阻

和对侧系统所带来的影响。

3刚性接触网的构成及其特征