馬會亮

（中鐵電氣化鐵路運(yùn)營管理有限公司，北京 100068）

1 鐵路牽引變電設(shè)備的相關(guān)簡介

牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要組成部分，向電力機(jī)車供給牽引電能，其主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分組成。牽引變電所把高壓輸電線送來電能通過降壓與變流之后傳輸?shù)浇佑|網(wǎng)，由接觸網(wǎng)向電力機(jī)車提供電能。牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)的心臟，接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的動脈，二者的穩(wěn)定性直接影響電氣化鐵路的運(yùn)行安全。由于單個(gè)牽引變電所容量有限，因此在鐵路沿線每隔一定距離設(shè)置一個(gè)牽引變電所，保證電能輸送充裕。另外，當(dāng)某個(gè)變電所出現(xiàn)故障無法運(yùn)行時(shí)，可以由相鄰變電所越區(qū)供電，提高了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前京滬線各牽引變電所之間的距離一般為40～50 km。

由于牽引變電設(shè)備在鐵路供電系統(tǒng)的核心地位，牽引變電設(shè)備穩(wěn)定性出現(xiàn)問題，就會直接對鐵路運(yùn)行安全產(chǎn)生影響，并有可能帶來極其嚴(yán)重的后果。為了保障鐵路運(yùn)行安全，就必須提高鐵路牽引變電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性，加強(qiáng)運(yùn)營維護(hù)工作。

2 影響鐵路牽引變電設(shè)備安全的因素

由于鐵路牽引變電設(shè)備的復(fù)雜性，在運(yùn)行的過程中很多因素都會影響設(shè)備安全。在運(yùn)營過程中，要想有效提高鐵路牽引變電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性，就必須弄清楚影響因素，明確主要因素，采取積極有效的預(yù)防措施?？傮w來說，影響鐵路設(shè)備安全的因素可以分為設(shè)備因素、自然因素和人為因素三大類。

（1）設(shè)備因素。設(shè)備因素指鐵路牽引變電設(shè)備自身存在的問題，包含設(shè)備自身缺陷和由于技術(shù)原因帶來的設(shè)備使用局限性。例如變壓器繞組工藝較差，運(yùn)營過程中發(fā)生接頭開裂、線圈匝間短路等問題。由于技術(shù)的局限性，電流互感器絕緣子使用一定年限后會發(fā)生絕緣老化、放電閃絡(luò)等問題。

（2）自然因素。自然因素影響主要指由于氣候條件、自然災(zāi)害、環(huán)境位置等自然條件對鐵路牽引變電設(shè)備運(yùn)行帶來的不良影響。如露天環(huán)境中高溫、高濕環(huán)境造成變電設(shè)備溫度過高；多塵、高污染環(huán)境造成絕緣子臟污，引起絕緣不足，發(fā)生放電和閃絡(luò)等故障；雷電造成設(shè)備過電壓，擊穿絕緣子，引起牽引變電設(shè)備跳閘等。

（3）人為因素。人為因素就是指工作人員自身不規(guī)范的行為導(dǎo)致牽引變電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性降低。如設(shè)備安裝人員未按安裝工藝要求操作，遺留設(shè)備隱患；檢修人員超周期進(jìn)行設(shè)備試驗(yàn)及維護(hù)，不按檢修工藝要求檢修，造成設(shè)備損傷等；值守人員敏感性不高，對牽引變電設(shè)備小問題重視不足，未及時(shí)處理，導(dǎo)致問題逐漸擴(kuò)大，引起設(shè)備故障等。

對于氣候條件、自然災(zāi)害、環(huán)境位置等自然因素，人們無法控制和消除；設(shè)備因素因技術(shù)局限性短時(shí)間無法徹底解決，只能采取一些措施去降低這些因素的不利影響；人為因素的影響是完全可以控制與避免的，是運(yùn)營過程中影響鐵路牽引變電設(shè)備安全的主要因素。牽引變電設(shè)備的相關(guān)工作人員要定期做好設(shè)備的運(yùn)營維護(hù)工作，排查牽引變電設(shè)備在運(yùn)行過程中的隱患，及時(shí)處理設(shè)備故障，不斷提高鐵路牽引變電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。

3 鐵路牽引變電設(shè)備運(yùn)行中的常見問題

3.1 設(shè)備發(fā)熱問題

設(shè)備發(fā)熱是牽引變電設(shè)備中的常見問題之一。由于牽引負(fù)荷較大，流過一次設(shè)備的電流較大，如京滬線部分變電所饋線側(cè)電流達(dá)到1200 A 以上大電流，由于設(shè)備接續(xù)點(diǎn)老化腐蝕、接觸面積不足、螺栓緊固不牢等原因會造成設(shè)備局部發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)可能會熔斷接續(xù)部位，引起嚴(yán)重事故。牽引變電所一次設(shè)備與設(shè)備之間多采用線夾進(jìn)行連接，由2 顆或4 顆螺栓進(jìn)行緊固，螺栓型T 形線夾雖然結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，能起到很好的連接作用，但同時(shí)也存在著很大的弊端，如由于電腐蝕、人工緊固螺栓力矩偏差，很有可能就會導(dǎo)致接續(xù)點(diǎn)壓力不夠，接觸面積不足，導(dǎo)電性變差，引起設(shè)備線夾發(fā)熱。二次設(shè)備及保護(hù)裝置集成度較高，無法拆卸清理，長時(shí)間運(yùn)行會導(dǎo)致風(fēng)扇集塵，引起設(shè)備散熱不良、造成死機(jī)等。

3.2 設(shè)備絕緣問題

由于電氣設(shè)備長期處于高電壓和強(qiáng)電場作用下，一旦絕緣問題出現(xiàn)隱患，不僅影響正常的鐵路供電，更易引發(fā)重大事故。電氣設(shè)備的絕緣失效主要是因?yàn)榻^緣部件的老化和絕緣部件臟污。變電設(shè)備普遍處于露天環(huán)境，在運(yùn)行一定年限后，絕緣部件會因?yàn)樘栒丈?、高溫及?yán)寒等惡劣環(huán)境而老化，絕緣性能下降，導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而可能造成絕緣短路故障。同時(shí)，因?yàn)殪o電作用、設(shè)備的表面會附著粉塵、小顆粒等，一旦遇到陰雨、霧霾等天氣，這些附著物很容易吸收空氣中的水分子導(dǎo)致導(dǎo)電性增強(qiáng)，造成絕緣不足、污閃等故障接踵而來。

3.3 故障判斷問題

牽引變電設(shè)備日常運(yùn)行過程當(dāng)中，保護(hù)裝置對設(shè)備安全起到了至關(guān)重要的作用，出現(xiàn)故障問題一般以文字和音響告警信息來通知相關(guān)工作人員，但文字告警信息多而繁雜，提取有效信息做出判斷需要足夠的專業(yè)知識、經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間，不能在第一時(shí)間內(nèi)快速開展應(yīng)急處置，導(dǎo)致故障的范圍擴(kuò)大，對搶修工作帶來一定影響，最終對鐵路牽引變電設(shè)備造成極大的傷害。

4 鐵路牽引變電設(shè)備運(yùn)行安全應(yīng)對措施

4.1 加大新材料、新技術(shù)的使用

新材料、新技術(shù)的投入使用為鐵路變電設(shè)備安全性與穩(wěn)定性提供強(qiáng)有力的保證。如研發(fā)新工藝壓接線夾代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺栓型T 形線夾，確保接續(xù)部位連接緊密，避免因振動、熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生松動或接觸不良的現(xiàn)象；將傳統(tǒng)的陶瓷型絕緣子更換為復(fù)合材料絕緣子，提升牽引變電設(shè)備的絕緣性能，提高設(shè)備的穩(wěn)定性；對既有設(shè)備噴涂防污閃專用涂料，延長設(shè)備使用壽命和維護(hù)周期，確保鐵路牽引變電設(shè)備的穩(wěn)定性，減少后期的維護(hù)工作量。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的試驗(yàn)檢測方法和設(shè)備不斷出現(xiàn)，向著智能化、信息化、快速化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，為牽引變電設(shè)備的試驗(yàn)檢測與維護(hù)提供了新的手段。

4.2 提高運(yùn)營維護(hù)人員能力

設(shè)備因素和自然因素?zé)o法有效解決，而人為因素由人的主觀能動性決定，可以有效控制。在鐵路后期的運(yùn)營過程中，牽引變電設(shè)備運(yùn)營維護(hù)人員的能力對設(shè)備安全起到?jīng)Q定性的作用。

一是增強(qiáng)運(yùn)營維護(hù)人員的責(zé)任意識，運(yùn)營維護(hù)人員對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)有直接責(zé)任，運(yùn)營維護(hù)人員認(rèn)真履行崗位職責(zé)，嚴(yán)守安全生產(chǎn)紅線，切實(shí)擔(dān)負(fù)起保安全保暢通的使命與擔(dān)當(dāng)。

二是提高運(yùn)營維護(hù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)。牽引變電設(shè)備技術(shù)含量越來越高，對運(yùn)營維護(hù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)提出了新的要求，應(yīng)不斷通過培訓(xùn)教育、技術(shù)練兵、經(jīng)驗(yàn)交流等形式，提高運(yùn)營維護(hù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

4.3 制定標(biāo)準(zhǔn)化的管理制度

為保證牽引變電設(shè)備安全穩(wěn)定，應(yīng)確保運(yùn)營維護(hù)過程中試驗(yàn)及檢修質(zhì)量。

一是明確試驗(yàn)檢測方法和檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，各牽引變電設(shè)備維護(hù)單位的試驗(yàn)檢測方法存在差異，新舊試驗(yàn)方法并存，誤差范圍較大，不利于上級單位對設(shè)備總體狀況的把控。同時(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)在不斷更新，鐵路專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)及時(shí)更新，以確保設(shè)備試驗(yàn)及檢修標(biāo)準(zhǔn)不過時(shí)、不滯后，為試驗(yàn)和檢修工作提供準(zhǔn)確尺度。

二是合理確定設(shè)備檢修周期。目前《牽引變電所運(yùn)行檢修規(guī)程》中對設(shè)備的檢修周期有范圍規(guī)定，如變壓器繞組直流電阻和真空斷路器絕緣電阻的試驗(yàn)周期均為1～3 年。各牽引變電設(shè)備維護(hù)單位應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況，更加科學(xué)、細(xì)致制定試驗(yàn)及檢修周期，避免超周期設(shè)備和失修設(shè)備存在。

三是規(guī)范檢修作業(yè)流程。將試驗(yàn)檢修的標(biāo)準(zhǔn)、方法、步驟、人員等要素進(jìn)行規(guī)范，制定標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程，減小人為因素帶來的偏差，確保檢修質(zhì)量。

四是科學(xué)配置運(yùn)營維護(hù)人員。根據(jù)設(shè)備數(shù)量、作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)范圍，科學(xué)配置運(yùn)營維護(hù)人員，確保人員素質(zhì)和數(shù)量滿足日常維護(hù)要求，避免人員疲勞作業(yè)導(dǎo)致人身和設(shè)備安全問題。

五是積極進(jìn)行信息化建設(shè)。利用信息化的手段對牽引變電設(shè)備進(jìn)行全面管理，充分利用云技術(shù)、大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，將牽引變電設(shè)備狀況錄入云端系統(tǒng)，開展大數(shù)據(jù)分析，判定設(shè)備變化趨勢，確定檢修工作重點(diǎn)，有針對性地開展預(yù)防工作。

4.4 提高故障處置效率

牽引變電設(shè)備故障處置要遵循“先送電后修復(fù)”的要求，優(yōu)先投入備用回路、設(shè)備，必要時(shí)采取越區(qū)供電、迂回供電等措施，以最快的速度保障先行供電，盡量縮短停電時(shí)間。積極引入智能化系統(tǒng)，故障發(fā)生時(shí)能準(zhǔn)確、快速、有效地切除故障設(shè)備，避免故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)將故障數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理和上報(bào)，避免因故障數(shù)據(jù)繁雜帶來的判讀困難，為搶修工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，贏得搶修時(shí)間。

5 小結(jié)與展望

牽引變電設(shè)備是電氣化鐵路重要的組成部分，其穩(wěn)定與否直接關(guān)系到電氣化鐵路運(yùn)行安全。在運(yùn)營維護(hù)中，要加強(qiáng)新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，提高人員素質(zhì)，規(guī)范管理制度，不斷提升鐵路牽引變電設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性，為鐵路的運(yùn)行安全提供保障。