酒國強

黃大鐵路有限責(zé)任公司 山東 東營 257100

隨著我國現(xiàn)代化社會的進步，我國交通行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，鐵路中的牽引供電設(shè)備為列車提供了行駛動力，讓我國鐵路交通更加便捷，而牽引供電設(shè)備也隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)的進步實現(xiàn)了智能化、自動化。同時，牽引供電運行管理工作中心極為重要，是確保牽引變電設(shè)備所及接觸網(wǎng)設(shè)備能夠持續(xù)供電、為電力機車傳送高質(zhì)量電能的關(guān)鍵部分。牽引供電運行管理工作的日常管理工作流程為：日常巡視、處理異常情況、對設(shè)備進行有效檢修、運行能力的分析、技術(shù)資料的綜合管理、技術(shù)人員的培訓(xùn)教育等。日常工作流程的制定目的是為了降低鐵路牽引供電系統(tǒng)的運行風(fēng)險，讓牽引供電設(shè)備能夠在周期運行過程中實現(xiàn)有效檢修，提升鐵路牽引供電設(shè)備運行能力。

一、牽引供電系統(tǒng)組成及特點

（一）牽引供電系統(tǒng)特點

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步，牽引供電系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了智能化發(fā)展，以智能化牽引供電設(shè)施和高速雙向通訊網(wǎng)絡(luò)作為運行技術(shù)，并以信息化技術(shù)的多樣化能力為主要特征，實現(xiàn)了全息感知、多重融合、重構(gòu)自愈等能力，同時人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及先進的測量技術(shù)皆為牽引供電系統(tǒng)提供了穩(wěn)定性和安全性的支持，讓牽引供電系統(tǒng)實現(xiàn)了升級優(yōu)化。在系統(tǒng)中可以供電臂為單元，設(shè)置智能化信息處理平臺，并以測控保護系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對其進行實時監(jiān)控保護。對牽引供電設(shè)備運行信息進行實時采集和檢測后進行分析，可解決供電系統(tǒng)信息不對稱或交互性較差的問題。牽引供電系統(tǒng)可對運行檢修數(shù)據(jù)進行全面分析，并以此來優(yōu)化牽引供電系統(tǒng)。

（二）牽引供電設(shè)備

牽引供電設(shè)備在IEC 61850通信技術(shù)上建立，以分層的方式讓牽引供電設(shè)備實現(xiàn)信息共享，同時進行相互操作。牽引供電設(shè)備主要是由分區(qū)所、牽引變電所、AT所內(nèi)的測控保護系統(tǒng)、智能高壓設(shè)備等組成。

1、供電調(diào)度系統(tǒng)

以SCADA供電系統(tǒng)基礎(chǔ)上充分融合智能牽引供電設(shè)備的功能特點，如此便能夠讓整個運行實現(xiàn)全景化的檢測、對報警進行綜合分析、調(diào)度作業(yè)可自動化、調(diào)度決策更加精細化。

2、供電運行檢修系統(tǒng)管理

主要對牽引供電設(shè)備進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的監(jiān)測、設(shè)備運行的日常檢修、設(shè)備狀態(tài)的有效評估以及設(shè)備未來運行風(fēng)險的預(yù)測，檢修工作需要對牽引供電設(shè)備進行全壽命的周期管理。

3、牽引供電系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)

該系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單易維護，其網(wǎng)絡(luò)通道是鐵路的專用通信通道，提供信息更加快捷且可靠。通信通道分別有以下幾個通道組成：遠動、復(fù)示、運行檢修維護、廣域網(wǎng)測控保護、故障測距、供電運行檢修管理。

二、牽引變電所和智能一次設(shè)備

（一）牽引變電所

牽引變電所是組成牽引供電系統(tǒng)的重要部分，以網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議為基礎(chǔ)，智能化的設(shè)備模型能夠映射至不同的通信協(xié)議層，并通過通信網(wǎng)絡(luò)體系分層的模式，根據(jù)對象進行有效的建模，并在模型中提供對象自我描述、配置、信息傳輸服務(wù)等，讓整個牽引供電系統(tǒng)能夠通過通信網(wǎng)絡(luò)進行有效聯(lián)系。智能化通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為過程層、間隔層、站控層。

過程層內(nèi)的所有裝置主要為了承擔(dān)一次設(shè)備信息智能化，高速的執(zhí)行并發(fā)送電氣量檢測和設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)檢測及控制命令，是牽引變電所的運行基礎(chǔ)；間隔層主要對自身間隔區(qū)域之內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進行收集，并對間隔層內(nèi)的一次設(shè)備進行控制和保護。其中牽引變電所內(nèi)的二次設(shè)備模塊也實現(xiàn)了數(shù)字化，真正的實現(xiàn)了模塊之間的高速網(wǎng)絡(luò)通信，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源共享；站控層主要是對牽引變電所內(nèi)的設(shè)備進行實時監(jiān)控，讓不同設(shè)備的信息可以實現(xiàn)有效交互，能夠快速的完成數(shù)據(jù)采集、處理，對設(shè)備運行進行有效控制管理。

（二）智能化一次設(shè)備

一次設(shè)備智能化讓牽引供電系統(tǒng)實現(xiàn)了信息采集和數(shù)據(jù)共享，其中智能化一次設(shè)備主要包括以下幾種，分別是：第一，智能斷路器。智能斷路器作為一次設(shè)備在牽引供電系統(tǒng)中十分重要，對其進行優(yōu)化，可讓斷路器實現(xiàn)數(shù)字化通信，提升斷路器的在線檢測能力，能夠有效提升牽引智能化水平，同時讓牽引供電的可靠性更強。以下是兩種實現(xiàn)斷路器智能化的方式：在制造斷路器過程中融入智能控制模塊、通信傳輸模塊等；在制造過程中在斷路器上單獨裝上智能組件，結(jié)合傳統(tǒng)的一次設(shè)備，并對一次設(shè)備信息進行有效采集，并對其進行監(jiān)督控制，讓其在一個間隔之內(nèi)實現(xiàn)智能化控制。第一種方式實現(xiàn)斷路器智能化較為復(fù)雜，第二種方式既符合智能一次設(shè)備的制造規(guī)范，又能夠讓一次設(shè)備實現(xiàn)智能化，所以第二種方式較為常見。智能組件主要包括開關(guān)設(shè)備控制器、帶有監(jiān)測能力的組件。帶有監(jiān)測能力的組件能夠?qū)z測的信息進行有效傳遞，傳遞層為站控層。開關(guān)設(shè)備控制器則是選擇符合IEC 61850 規(guī)范的通信網(wǎng)絡(luò)，然后采用G00SE報文的形式進行有效通信，對間隔層的斷路器狀態(tài)進行分析，并接收有效的控制信息。斷路器智能組件應(yīng)用較為靈活，可根據(jù)不同功能需求使用不同智能組件模塊，讓斷路器實現(xiàn)高度集成，提升其運行可靠性。

第二，互感器。在牽引供電系統(tǒng)中的主要工作是對電氣信息進行有效采集，是連接一、二次設(shè)備的關(guān)鍵。互感器與牽引供電系統(tǒng)的運行安全有直接的關(guān)系。傳統(tǒng)電磁式互感器設(shè)備特點為：體積大、鐵磁諧振、絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前該種設(shè)備已經(jīng)難以滿足牽引變電所的實際需求。目前較為常用的是電子式互感器，該設(shè)備所采用的技術(shù)為新型光電技術(shù)，該設(shè)備的特點是：精度高、體積小、具有較強的電磁干擾能力，符合現(xiàn)代化需求。電子式互感器以一次傳感器為基礎(chǔ)，采集電氣信息，經(jīng)由一次轉(zhuǎn)換器對采集信息處理轉(zhuǎn)換之后，由光纖通信直接傳輸給二次轉(zhuǎn)換器，然后對信號再次進行優(yōu)化處理，并對二次設(shè)備進行有效輸出。電子互感器分為兩種類型，分別是無源型和有源型，其中無源型的互感器存在系列技術(shù)問題，在牽引變電所中還無法進行大型的推廣。電磁式互感器數(shù)字化采集到的模擬信號會直接傳輸給合并單元，轉(zhuǎn)換之后以IEC61850-9-1 或IEC61850-9-2通信協(xié)議，對信息進行轉(zhuǎn)換處理，然后傳輸給設(shè)備。電子式互感器和電磁式互感器都可以應(yīng)用，但是由于電磁式互感器更適合原有牽引變電所智能化改造，所以在運用過程中可率先選擇該類型互感器。

第三，智能牽引變壓器。該變壓器與智能斷路器較為相似，牽引變壓器智能化可通過常規(guī)變壓器、傳感器、智能組件的組合來實現(xiàn)，以智能組件的形式讓牽引變壓器內(nèi)部信息與控制室連接，并以此來對牽引變壓器進行有效監(jiān)測和保護。

三、鐵路牽引供電設(shè)備檢修存在的風(fēng)險

根據(jù)上述內(nèi)容，我們可以對整個牽引供電系統(tǒng)有大致的了解，以下內(nèi)容便主要針對鐵路牽引設(shè)備檢修進行講述，首先是鐵路牽引供電設(shè)備在檢修過程中潛在的風(fēng)險。

（一）檢修天窗風(fēng)險

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，鐵路機構(gòu)也開始了深入改革發(fā)展，其中基層車間的建設(shè)面積和班組之間的管轄跨度也開始大幅度增加，增加之后的技術(shù)工作人員數(shù)量卻難以滿足實際需求，這導(dǎo)致了檢修工作存在一定遲緩性；隨著現(xiàn)代化交通愈發(fā)便捷，鐵路運輸車輛的密度顯著提升，檢修天窗的時間較短，無法滿足實際的需求。其原因是由于設(shè)備數(shù)量增加，但技術(shù)工作人員卻沒有增加，技術(shù)人員為了對每個天窗進行檢修，就必然要縮短檢修時間，該種情況若是持續(xù)發(fā)展，檢修的質(zhì)量和效率必然無法得到有效的保證，若是讓時間和需求的矛盾肆意發(fā)展必然會對檢修工作產(chǎn)生不良的影響。長大區(qū)間的中間部分、重合天窗以及全所停電備自投實驗等作業(yè)的有效檢修時間不超過20分鐘，技術(shù)人員檢修過程中必然不能對該區(qū)域的絕緣器、中心錨結(jié)、電聯(lián)結(jié)、錨段關(guān)節(jié)等進行細致的檢修，存在一定的潛在風(fēng)險。

（二）設(shè)備種類較多

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，我國鐵路在新時期內(nèi)實現(xiàn)了高速發(fā)展，牽引供電系統(tǒng)中所采用的設(shè)備也在不斷的更新?lián)Q代，其中新技術(shù)、新設(shè)備也在不斷涌現(xiàn)。鐵路公司不僅需要對鐵路中的普通路段進行管理，還需要對不同等級的電壓（直供、AT 供電模式共存、330KV、110KV、27.5KV）以及國內(nèi)外各種廠家設(shè)備進行有效性分析。設(shè)備和技術(shù)的不斷提升，相關(guān)的工程技術(shù)人員和檢修人員的技術(shù)能力也需要不斷進行培訓(xùn)教育，如此才能夠?qū)ο冗M的設(shè)備展開有效檢查。

（三）外部環(huán)境較為復(fù)雜

隨著時代的不斷發(fā)展，我國鐵路開始在各個地區(qū)進行建設(shè)，部分鐵路的建設(shè)之地較為荒蕪，也有部分的沙漠地區(qū)，自然環(huán)境較為惡劣，大風(fēng)、雷雨、大雪、雷擊、鳥害等等都會影響著牽引供電安全，且對牽引設(shè)備有較大的危害，尤其是海拔較高、溫差較大的地區(qū)在設(shè)置牽引變電所時，接地電阻經(jīng)常會出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致牽引供電設(shè)備無法進行穩(wěn)定運行。

四、提升鐵路牽引供電設(shè)備檢修運行的措施

（一）加快檢修模式改革發(fā)展，細化檢修工作

隨著近年來我國鐵路建設(shè)速度的不斷增加，修程修制也發(fā)生了較大的改革，目前應(yīng)用較為廣泛的模式為巡檢分離、大天窗集中，部分牽引供電設(shè)備的檢修周期也開始根據(jù)實際情況被合理的延長，檢修思路也開始從“修一年保一年”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶抟淮伪赡辍?。修程修制度改革之后對于檢修管理和檢修質(zhì)量提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，為達到要求必須要根據(jù)鐵路公司的實際情況，對檢修工作進行合理的劃分，同時要對日常檢修和集中檢修的重點進行確定，關(guān)鍵設(shè)備的隔離開關(guān)、上網(wǎng)點、電聯(lián)結(jié)、線岔、端錨固線夾、終棘輪補償裝置、分段分相、錨段關(guān)節(jié)、中心錨結(jié)等必須要加強日常巡視，保證檢修質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

（二）加強技能培訓(xùn)，培養(yǎng)全面型優(yōu)秀人才

檢修人才的技能培訓(xùn)要從基礎(chǔ)開始，多多利用“技能大師工作室”、“崗位能手”、“優(yōu)秀技能人才”等手段，讓工作人員能夠時刻保持工作積極性，讓工作人員的專業(yè)能力得到有效提升。全面型優(yōu)秀人才的培養(yǎng)至關(guān)重要，在進行全面型優(yōu)秀人才培養(yǎng)過程中需要以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)一批綜合素質(zhì)較高的專業(yè)人才，讓其能夠擁有發(fā)現(xiàn)、解決、分析、預(yù)防問題的能力；技術(shù)的培養(yǎng)也極其關(guān)鍵，若是技術(shù)人員既能對完成繼電保護實驗又能檢修斷路器，既能處理箱變故障又能對調(diào)線岔進行檢查，便能夠真正的提升鐵路牽引供電設(shè)備的檢修工作，讓鐵路的運行更加的安全可靠。

（三）對作業(yè)指導(dǎo)書進行細化完善，并全面落實

公司需要對采用的牽引供電設(shè)備使用制定詳細的作業(yè)指導(dǎo)書，不同的設(shè)備及類型其作業(yè)指導(dǎo)書也需要加以完善，并將作業(yè)指導(dǎo)書作為指導(dǎo)技術(shù)人員進行檢修的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。為了讓技術(shù)人員更好的了解作業(yè)指導(dǎo)書中的內(nèi)容，作業(yè)指導(dǎo)書需要簡單易懂并且圖文并茂，標(biāo)識出重點位置，讓檢修人員根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書進行工作，接觸網(wǎng)螺栓需要根據(jù)規(guī)定力矩進行有效緊固；開口銷開口角度需要根據(jù)規(guī)定；螺栓穿向需要進行位置正確度檢查；關(guān)鍵設(shè)備定位器、棘輪補償、線岔的安裝、分段絕緣器、調(diào)整、檢修安裝都需要根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書中進行；斷路器檢修需要采用標(biāo)準(zhǔn)的游標(biāo)卡尺進行有效測量，并對斷路器的凸輪間隙和行程進行中間值的規(guī)范化調(diào)整。

（四）大力推行設(shè)備檢測新技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過實驗可以證明牽引供電系統(tǒng)的安全預(yù)警離不開檢測技術(shù)。所以對牽引供電系統(tǒng)運行進行安全管理過程中，需要利用先進的檢測技術(shù)對變壓器絕緣油色譜、電纜頭溫度、避雷器等進行實時在線監(jiān)測；接觸網(wǎng)方面需要多運行風(fēng)速監(jiān)測和6C監(jiān)測等監(jiān)測技術(shù)的使用。監(jiān)測工作需要以日常巡檢檢修工作為基礎(chǔ)，并運用現(xiàn)代化大數(shù)據(jù)技術(shù)對設(shè)備運行規(guī)律進行分析，然后預(yù)測設(shè)備運行狀態(tài)。變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)趨勢、三比值、斷路器溫度及動作次數(shù)、直流蓄電池等都需要利用大數(shù)據(jù)進行分析。接觸網(wǎng)需首先對6C進行分析，然后結(jié)合牽引供電管理系統(tǒng)，采用人工巡視的方式對數(shù)據(jù)進行有效整合，讓數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)有效共享；要收集大風(fēng)天氣下接觸網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，研究風(fēng)速與接觸網(wǎng)之間關(guān)系。

（五）對外部環(huán)境進行有效調(diào)整，降低潛在安全風(fēng)險

檢修隊伍需要與相關(guān)部門機構(gòu)增加信息溝通，對外部天氣影響牽引供電設(shè)備工作情況進行全面的分析和了解，并找出相應(yīng)的解決方式，降低牽引供電設(shè)備在外界惡劣天氣下的安全風(fēng)險。比如：對接觸網(wǎng)附近的樹木進行修理，讓樹木保持在合理的高度之內(nèi)；對上跨橋的位置進行防護欄和警示標(biāo)志的設(shè)置；上跨電力線路的施工需要進行有效監(jiān)管，保證上跨導(dǎo)線線索的強度是符合施工標(biāo)準(zhǔn)的；污染地段需要加裝防護網(wǎng)，避免污染向別處擴散；要對設(shè)備改造增加相應(yīng)的投資力度，比如升級不同地段的防雷水平，或者根據(jù)實際情況降低牽引變電所地接網(wǎng)電阻等?？偠灾?，在牽引供電設(shè)備運行過程中，采取有效的管理手段對外部環(huán)境進行調(diào)整，能夠提升牽引供電設(shè)備的運行安全。

結(jié)語：

本文對牽引供電系統(tǒng)的原理及特點進行了深入的分析，并根據(jù)其設(shè)備結(jié)構(gòu)對牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)架進行了有效研究，其中還對牽引變電所的分層處理方式進行了詳細的分析，以及其他有關(guān)牽引供電系統(tǒng)原理都進行了相應(yīng)的分析。并根據(jù)基礎(chǔ)分析提出了現(xiàn)代牽引供電設(shè)備運行過程中存在的檢修風(fēng)險，然后根據(jù)風(fēng)險進行具體分析，提出了相應(yīng)的解決方式，期望能夠不斷提升牽引供電設(shè)備的工作效率和質(zhì)量，推動牽引供電設(shè)備的持續(xù)發(fā)展，為我國鐵路交通貢獻力量。