鐵路牽引變電設(shè)備安全穩(wěn)定性優(yōu)化

李耀飛

（國家能源集團(tuán)新朔鐵路供電分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

引言

在高速鐵路運行工程中，牽引變電設(shè)備通過對高壓輸送電能進(jìn)行降壓和變流處理，并將處理后的電能輸送至接觸網(wǎng)從而實現(xiàn)對機(jī)車的電力輸送；保證牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，可以保證鐵路運行的安全穩(wěn)定。鑒于牽引變電設(shè)備在鐵路運行的作用，牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定對于鐵路運行的安全性具有不可替代的作用。但鐵路牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定受諸多因素的影響，對其安全穩(wěn)定性的研究要通過分析其影響因素并采取有效措施，以保證牽引變電設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運行。牽引變電設(shè)備安全穩(wěn)定是電力機(jī)車安全運行的關(guān)鍵，也為鐵路系統(tǒng)的安全運行奠定了基礎(chǔ)。

一、鐵路牽引變電設(shè)備存在問題和影響因素分析

（一）螺栓式T 型線夾存在的問題

螺栓式T 型線夾中每個線夾都需要八個螺栓進(jìn)行壓接固定，而這些螺栓通常采用人工壓接的方式，這使得螺栓壓接力度上存在一定的偏差。作為導(dǎo)電和接觸的T 型線夾，螺栓采取人工壓接可能會產(chǎn)生回路壓接不良；而一旦出現(xiàn)這種問題，需要將T 型線夾打開后對八個螺栓的導(dǎo)電和接觸進(jìn)行逐一排除。因為T 型線夾內(nèi)部零部件眾多，給問題的排查和確定造成了一定的困難。除此之外，螺栓式T 型線夾的接觸面比較小，在牽引負(fù)荷量較大的情況下，容易出現(xiàn)大電流長時間的熱積累，影響線夾的使用壽命，嚴(yán)重情況甚至直接燒毀線夾，對電力機(jī)車安全運行產(chǎn)生威脅。

（二）接地防雷系統(tǒng)存在的問題

鐵路系統(tǒng)運行中，列車運行環(huán)境復(fù)雜，尤其是在一些運行環(huán)境比較惡劣的情況下，高溫、高寒、高濕度以及灰塵等會對牽引變電設(shè)備上的隔離開關(guān)和接觸網(wǎng)分相開關(guān)造成污染損害和干擾，影響開關(guān)的接觸性，產(chǎn)生饋線掉閘的情況，而且也會影響到其他的變電設(shè)備運轉(zhuǎn)；在現(xiàn)實情況下，由于接地系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)本體和分相隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)向工用接地系統(tǒng)，當(dāng)受到雷擊時接地系統(tǒng)的防護(hù)作用無法全面發(fā)揮，從而導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生故障。除此之外，我國目前的高速鐵路存在很多的橋梁架設(shè)，這使得鐵路的接觸網(wǎng)必須設(shè)置在相對地面較高的位置上，而在華北、東北等平原地區(qū)，避雷措施如果設(shè)置不合理或防雷接地不良的話，接觸網(wǎng)在雷雨天氣環(huán)境下受到雷擊地機(jī)率會大大增加。

（三）故障確定和排除上存在的問題

變電所日常管理運營中，故障警示信息以文字的形式出現(xiàn)在后臺機(jī)界面中進(jìn)行提醒。而后臺機(jī)界面中絕大部分界面是主接線圖，故障警示信息在主接線圖下方顯示，首先故障警示信息較多的情況下，部分警示信息容易被忽視掉；其次在對警示信息進(jìn)行篩選時會耗費一定的時間和精力。故障警示信息在顯示上的問題，增加了故障遺漏的風(fēng)險，有可能會延誤故障排除的效率，給牽引變電設(shè)備安全穩(wěn)定運行埋下了風(fēng)險隱患。

二、提升鐵路牽引變電設(shè)備安全穩(wěn)定性能的舉措

（一）加強(qiáng)新技術(shù)和新材料的應(yīng)用

針對螺栓式T 型線夾存在的諸多問題和缺陷，采用新型壓接方式可以有效避免螺栓式T 型線夾存在的問題。首先在壓接力度上，新型壓接式線夾在不同的截面下可以使用對應(yīng)口徑的壓接鉗進(jìn)行一次性的壓接成型，不會出現(xiàn)人工壓接方式下的壓接力度不同而導(dǎo)致的回路壓接不良，避免了設(shè)備回路發(fā)熱影響線夾使用壽命的問題；其次，在螺栓數(shù)量上，螺栓式T 型線夾上有八個螺栓，而新型壓接式線夾只有兩個，而且兩個螺栓全部配有防松鎖，不僅可以避免螺栓松懈，而且維修便利，節(jié)約了檢查維修的時間，提高了檢查維修效率。

（二）完善接地和防雷保護(hù)措施

鑒于鐵路牽引供電設(shè)備受環(huán)境影響大的特點，要對網(wǎng)開關(guān)接地防雷系統(tǒng)進(jìn)行針對性的優(yōu)化，以使?fàn)恳冸娫O(shè)備能夠獲得相對安全穩(wěn)定的性能。首先，完善接觸網(wǎng)分相處的電動隔離開關(guān)的本體接地和機(jī)構(gòu)箱接地，將本體接地和機(jī)構(gòu)箱接地系統(tǒng)進(jìn)行分離，高低壓接地絕緣也要分開，避免鐵路牽引變電設(shè)備接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障時，大電流對低壓變電設(shè)備的損害和影響；其次，通過設(shè)置防浪涌保護(hù)器來提升牽引變電設(shè)備的防雷性能，防浪涌保護(hù)器應(yīng)添加在接觸網(wǎng)分相結(jié)構(gòu)箱電源線路的前端；第三，在接觸網(wǎng)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱底部加裝絕緣板材，將二次線路進(jìn)行規(guī)整并遠(yuǎn)離隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱，這樣可減少牽引變電設(shè)備放電。

而針對接觸網(wǎng)防雷問題，需要在接觸網(wǎng)上加裝避雷裝置，一旦接觸網(wǎng)遭受雷擊可以將電流導(dǎo)出，保證接觸上的絕緣子和空氣絕緣間隙不被擊穿；同時要在吸流變壓器、兩千米以上隧道兩端等特殊場所加裝避雷設(shè)施，對接觸網(wǎng)進(jìn)行大氣過電壓保護(hù)。

（三）提升故障檢測和排除效率

針對目前變電所在故障警示信息提示上存在的問題而導(dǎo)致牽引變電設(shè)備故障確定和排除時間延長的情況，首先要提高工作人員對變電設(shè)備故障警示提示的重視性，對任何故障警示信息要高度重視，并第一時間內(nèi)診斷故障；其次需要在不影響整個系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的情況下加快對現(xiàn)有控制后臺的改進(jìn)和完善，例如增加故障警示音提升、采用虛擬光字牌等，在故障警示信息的提示，無論采取何種方式都需要對其進(jìn)行分級別的警示提醒，通過故障分級警示提升來提高故障排查效率，全面提升牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定性。

提升故障排除效率，還需要建立科學(xué)的管理體系、采取有效的管理方法。在故障檢測和排除上，要對故障實行等級制并配合逐層上報制度，對于不同等級的牽引變電設(shè)備故障，要上報至不同的管理層級；現(xiàn)場管理和檢修上，設(shè)立交接班制度，在交接流程、交接內(nèi)容、交接時間上進(jìn)行明確規(guī)定，確保牽引變電設(shè)備信息的有效傳遞；對于牽引變電設(shè)備日常檢修和維護(hù)，要完善檢修維護(hù)相關(guān)的管理體系，尤其是在特殊環(huán)境或特殊天氣背景下，應(yīng)明確檢查次數(shù)、檢查范圍以及相應(yīng)的全責(zé)歸屬，作為牽引變電設(shè)備的防護(hù)和管理。

（四）進(jìn)一步優(yōu)化牽引變電設(shè)備的控制方式

牽引變電設(shè)備運行方式對于設(shè)備的安全穩(wěn)定性非常重要，通過對運行方式的優(yōu)化和創(chuàng)新，可以很大程度上對減少設(shè)備故障。在供應(yīng)電源上，目前多數(shù)電源為27.5kv和10kv 兩個類型且以10kv 為主。但10kv 電源在貫通方式上存在一定的問題，例如受外界影響大、單相接地頻繁。沒有低壓斷相保護(hù)等。鑒于此，在10kv 電源上加裝低壓斷相保護(hù)、延時裝置，改變低壓切換回路方式等可以有效地規(guī)避現(xiàn)有10kv 電源存在的一系列問題，從而提升牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定性能。

（五）加強(qiáng)對牽引變電設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)

加強(qiáng)對牽引變電設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)，可以減少設(shè)備的故障發(fā)生率，前提排除故障風(fēng)險和隱患，增加設(shè)備的使用壽命的同時，提高了牽引變電設(shè)備的安全穩(wěn)定性，也可以降低牽引變電設(shè)備上的投資成本。在設(shè)備巡視上，加強(qiáng)對巡視工作人員的管理，提倡以班組的形式進(jìn)行巡視，加強(qiáng)巡視過程中的相互監(jiān)督和管理；在巡視過程中要注意巡視人員的安全問題，尤其是在自然條件或天氣條件比較惡劣的情況下，更要注重巡視人員自身安全的管理；建立健全設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)管理制度，定期開展設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，對于發(fā)現(xiàn)問題的設(shè)備要在保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上第一時間的進(jìn)行保修報檢，以避免問題的進(jìn)一步嚴(yán)重化；建立設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)臺賬體系，通過臺賬實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期安全管理；明確設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)的責(zé)任單位和人員，實行責(zé)任主體制，并建立相應(yīng)的考核機(jī)制，提升設(shè)備管理和維修維護(hù)人員的主動性和積極性。

除此之外，要建立應(yīng)急處置機(jī)制。一旦牽引變電設(shè)備發(fā)生故障后，要有相應(yīng)的應(yīng)急處置方案，保證整個系統(tǒng)可以正常運轉(zhuǎn)；而對于停電情況，則要制定停電處理計劃，保證系統(tǒng)可以在停電情況下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

結(jié)束語

總而言之，牽引變電設(shè)備作為鐵路電氣化建設(shè)的重要組成部分，對于我國鐵路電氣化水平提升與總體發(fā)展意義重大。加強(qiáng)鐵路牽引變電設(shè)備在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性研究，需要對影響因素以及問題進(jìn)行總結(jié)分析，提取管理經(jīng)驗，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，加強(qiáng)新技術(shù)、新材料的研究應(yīng)用。同時，要在鐵路牽引變電設(shè)備管理和應(yīng)用上加強(qiáng)變革與創(chuàng)新，用發(fā)展的眼光看待其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，以便于為我國鐵路事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)。