近年來(lái),鐵路建設(shè)、改造工程在大面積進(jìn)行,發(fā)展形勢(shì)也逐漸向高速、重載的方向發(fā)展,隨著京津、鄭西、武廣、京滬等高速客專的開(kāi)通更標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了高速鐵路發(fā)展時(shí)期。從能源、環(huán)保、效率等多方面對(duì)比,電力牽引比較內(nèi)燃牽引有其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),電氣化鐵路必然成為發(fā)展的趨勢(shì)。目前,對(duì)于高速鐵路供電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的要求逐步提高,對(duì)供電系統(tǒng)建筑施工也有了更高的要求,已經(jīng)開(kāi)通的各條高鐵線路供電系統(tǒng)基本運(yùn)行正常,但也發(fā)生了一些由于供電原因影響列車運(yùn)行的故障,本人結(jié)合高鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行情況,結(jié)合牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)方面問(wèn)題,以牽引變電所為例,談一點(diǎn)淺見(jiàn),不當(dāng)之處敬請(qǐng)批評(píng)。
高速鐵路牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所(包括分區(qū)所、開(kāi)閉所、AT所)、牽引網(wǎng)(饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌和回流線)、電力機(jī)車等組成。三相牽引變電所將電力系統(tǒng)220kV的三相電變成兩相27.5kV分別供給變電所兩邊的供電臂以供電力機(jī)車提供電能。其中,牽引變電所的主要功能是降壓、分相,為牽引負(fù)荷(機(jī)車)供電。牽引變電所的施工主要分為兩部分:建筑施工和電氣設(shè)備安裝調(diào)試施工。而牽引供電系統(tǒng)的施工質(zhì)量直接決定設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的質(zhì)量,為提高設(shè)備可靠性,減少維修、搶修工作,必須從根源入手,抓好設(shè)備設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在變電所內(nèi)的建筑工程主要包括:隱蔽工程施工(如:地網(wǎng)及接地裝置敷設(shè)及防腐處理),房屋土建各種支柱基礎(chǔ)。存在主要問(wèn)題:
1、設(shè)備接地線腐蝕嚴(yán)重,原因分析:一是設(shè)備接地線防腐處理不全面,造成部分設(shè)備接地線腐蝕嚴(yán)重。二是銅搭接面未做搪錫處理,造成銅鋁(或鋼)搭面電腐蝕。
2、由于工期等原因房屋、設(shè)備基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠,造成支柱傾斜、墻體開(kāi)裂、甚至倒塌。
3、房屋及電纜井防滲漏問(wèn)題。在驗(yàn)收檢查的過(guò)程中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電纜溝內(nèi)積水嚴(yán)重,房屋滲漏水現(xiàn)象嚴(yán)重。分析原因:一是電纜溝在壘砌時(shí),電纜口封堵不嚴(yán)造成電纜溝嚴(yán)重灌水后積水嚴(yán)重。二是屋頂坡度不足,積水不能快速排出冬季還會(huì)造成結(jié)冰后堵住排水口的現(xiàn)象,造成屋面滲漏水。三是防水處理未做好,電纜溝防水從內(nèi)側(cè)涂刷防水涂料,未從外側(cè)作防水,防水壽命不足一年,造成滲水嚴(yán)重。同時(shí),屋面受季節(jié)變化、溫度變化影響,導(dǎo)致屋面發(fā)生變形,并形成裂縫,引發(fā)滲漏。
4、沿線全部供電所、亭均未設(shè)計(jì)生活用水系統(tǒng)。與普速線路(時(shí)速250km/h以下的鐵路線路)相比,由于高鐵供電設(shè)備設(shè)計(jì)均為遠(yuǎn)動(dòng)控制、遠(yuǎn)程操作,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的運(yùn)行模式,所以設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)中沒(méi)有涉及所內(nèi)的上下水及生活用水系統(tǒng),但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,在開(kāi)通初期,設(shè)備運(yùn)行過(guò)渡期,需要人員職守。而且,在設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行后,每年必須進(jìn)行的設(shè)備清掃維護(hù)也需要生活用水,缺少生活用水系統(tǒng)為變電所的設(shè)備清掃維護(hù)帶來(lái)了困難。
5、所亭周邊道路問(wèn)題。由于高速鐵路建設(shè)線路選址大多躲開(kāi)居民區(qū)及主要干路的影響,盡量降低拆遷補(bǔ)償費(fèi)用。牽引變電所均沿線建設(shè),盡量縮短供電電纜長(zhǎng)度,以減少被破壞的可能,因此,變電所建設(shè)的地點(diǎn)遠(yuǎn)離公路。設(shè)備安裝期間,施工單位鋪設(shè)臨時(shí)砂石路向場(chǎng)地運(yùn)送物資,進(jìn)入所內(nèi)道路由于大量設(shè)備重載運(yùn)輸,砂石路基本被破壞,最終形成進(jìn)所最后五十米的“盲腸地段”無(wú)道路,造成在雨、雪等惡劣天氣時(shí)人員、車輛進(jìn)出變電所困難。
在變電所內(nèi)的電氣設(shè)備安裝工程主要包括:室內(nèi)外一、二次高壓設(shè)備安裝、二次系統(tǒng)綜自、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安裝調(diào)試。存在問(wèn)題主要是:
1、從事電氣安裝的人員技術(shù)素質(zhì)不高,不能按標(biāo)準(zhǔn)安裝。目前高鐵牽引變電所內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備基本是進(jìn)口,安裝工藝和標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)產(chǎn)設(shè)備有較大差別,最終由于安裝工法不當(dāng),造成大量浪費(fèi),重復(fù)施工,甚至造成設(shè)備故障影響行車。
2、施工單位對(duì)電氣設(shè)備安裝質(zhì)量不夠重視,“重主體安裝,輕系統(tǒng)調(diào)試”。施工單位在主體設(shè)備安裝完畢后,對(duì)設(shè)備調(diào)試不能引起高度重視,由于接收單位沒(méi)有足夠的時(shí)間對(duì)設(shè)備調(diào)試內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)收、檢查,造成在實(shí)際運(yùn)行后遺留大量調(diào)試、聯(lián)動(dòng)、控制等方面問(wèn)題。
3、電纜敷設(shè)、安裝問(wèn)題。主要有三種:一是電纜頭制作不合格,影響運(yùn)行壽命。電纜頭在制作過(guò)程中,通常由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臟亂造成電纜頭內(nèi)有雜質(zhì)進(jìn)入后,影響其絕緣強(qiáng)度,影響使用壽命。二是電纜敷設(shè)未修砌電纜溝,而是采用直埋方式,造成運(yùn)行過(guò)程中極易被外力破壞。三是電纜在敷設(shè)過(guò)程中外皮損傷。在電纜放線過(guò)程中,普遍存在由于施工單位未按要求使用放線滑輪,造成電纜外皮損傷,嚴(yán)重影響電纜使用壽命,造成不必要的接地故障。
4、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng))系統(tǒng)調(diào)試后期遺留問(wèn)題較多。以SCADA系統(tǒng)問(wèn)題最為嚴(yán)重,在設(shè)備運(yùn)行初期,出現(xiàn)大量拒動(dòng)、誤動(dòng)以及開(kāi)關(guān)位置不正確的類似問(wèn)題。而且由于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)失效后,就需要人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作,造成不必要的人員浪費(fèi)。
房屋、設(shè)備的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量是決定設(shè)備運(yùn)行可靠性的根本,只有從根本上入手,控制解決常見(jiàn)問(wèn)題和隱患,才能從實(shí)際解決運(yùn)行初期的各種設(shè)備問(wèn)題,并確保設(shè)備運(yùn)行的長(zhǎng)治久安。
1、設(shè)計(jì)部門應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,避免閉門造車,實(shí)際了解設(shè)備運(yùn)行檢修過(guò)程中的實(shí)際困難,從設(shè)計(jì)角度解決有些運(yùn)行后再無(wú)法更改的問(wèn)題,如:道路、生活用水等問(wèn)題。
2、加強(qiáng)施工過(guò)程監(jiān)管及質(zhì)量控制,由設(shè)備接管運(yùn)營(yíng)單位組建提前介入小組,從施工階段盯控施工質(zhì)量,做到接收運(yùn)行心中有數(shù)。
3、在設(shè)計(jì)中已經(jīng)要求的部位,要注意施工過(guò)程掌握技巧,如:路面可以在大型設(shè)備運(yùn)輸后對(duì)砂石路進(jìn)行修復(fù)后再硬化,保證道路的使用壽命。
4、與設(shè)備廠家簽訂試運(yùn)行期間盯控協(xié)議,要求重點(diǎn)設(shè)備廠家在試運(yùn)行階段全程盯控,并對(duì)使用、維護(hù)人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn),并在一年內(nèi)提供24小時(shí)技術(shù)支持,確保設(shè)備可靠運(yùn)行。
5、由于設(shè)備安裝后只能對(duì)其外觀進(jìn)行檢查,其內(nèi)部情況無(wú)法直接判斷,所以要重點(diǎn)對(duì)安裝的設(shè)備進(jìn)行電氣絕緣、充油設(shè)備的油質(zhì)絕緣進(jìn)行監(jiān)督,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的隱患及缺陷。
6、重點(diǎn)盯控SCADA系統(tǒng)的安裝調(diào)試。在我局管內(nèi),客運(yùn)專線開(kāi)通后,經(jīng)過(guò)一年左右的設(shè)備整修后,所內(nèi)設(shè)備基本運(yùn)行正常,但大量存在SCADA系統(tǒng)的問(wèn)題,而且大多屬于長(zhǎng)時(shí)間不好解決的聯(lián)調(diào)問(wèn)題,所以建議,今后的SCADA系統(tǒng)施工應(yīng)盡量提前,并給予充分的設(shè)備未受電聯(lián)調(diào)時(shí)間,以確保正常運(yùn)行。
7、重點(diǎn)加強(qiáng)人員培訓(xùn),無(wú)論是施工單位,還是運(yùn)行接管單位,包括驗(yàn)收單位,均選技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)、學(xué)習(xí)能力較高的人員參加培訓(xùn),并逐漸總結(jié)經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)出素質(zhì)過(guò)硬的團(tuán)隊(duì),確保設(shè)備質(zhì)量和運(yùn)行安全。
綜上所述,高速鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)施工直接決定著設(shè)備運(yùn)行的可靠性。設(shè)計(jì)是基礎(chǔ),施工是保障,必須堅(jiān)持提升設(shè)計(jì)合理性,提高設(shè)備施工質(zhì)量的原則,減少運(yùn)行管理單位的困難,降低設(shè)備故障率,延長(zhǎng)設(shè)備的維修周期和使用壽命,創(chuàng)造更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。