李耀飛

（國家能源集團新朔鐵路供電分公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

引言

在高速鐵路運行工程中，牽引變電設備通過對高壓輸送電能進行降壓和變流處理，并將處理后的電能輸送至接觸網從而實現對機車的電力輸送；保證牽引變電設備的安全穩(wěn)定運行，可以保證鐵路運行的安全穩(wěn)定。鑒于牽引變電設備在鐵路運行的作用，牽引變電設備的安全穩(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，以保證牽引變電設備能夠安全穩(wěn)定的運行。牽引變電設備安全穩(wěn)定是電力機車安全運行的關鍵，也為鐵路系統(tǒng)的安全運行奠定了基礎。

一、鐵路牽引變電設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。作為導電和接觸的T 型線夾，螺栓采取人工壓接可能會產生回路壓接不良；而一旦出現這種問題，需要將T 型線夾打開后對八個螺栓的導電和接觸進行逐一排除。因為T 型線夾內部零部件眾多，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，在牽引負荷量較大的情況下，容易出現大電流長時間的熱積累，影響線夾的使用壽命，嚴重情況甚至直接燒毀線夾，對電力機車安全運行產生威脅。

（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備上的隔離開關和接觸網分相開關造成污染損害和干擾，影響開關的接觸性，產生饋線掉閘的情況，而且也會影響到其他的變電設備運轉；在現實情況下，由于接地系統(tǒng)中的接觸網本體和分相隔離開關的結構向工用接地系統(tǒng)，當受到雷擊時接地系統(tǒng)的防護作用無法全面發(fā)揮，從而導致接觸網設備發(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，這使得鐵路的接觸網必須設置在相對地面較高的位置上，而在華北、東北等平原地區(qū)，避雷措施如果設置不合理或防雷接地不良的話，接觸網在雷雨天氣環(huán)境下受到雷擊地機率會大大增加。

（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在后臺機界面中進行提醒。而后臺機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險，有可能會延誤故障排除的效率，給牽引變電設備安全穩(wěn)定運行埋下了風險隱患。

二、提升鐵路牽引變電設備安全穩(wěn)定性能的舉措

（一）加強新技術和新材料的應用

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口徑的壓接鉗進行一次性的壓接成型，不會出現人工壓接方式下的壓接力度不同而導致的回路壓接不良，避免了設備回路發(fā)熱影響線夾使用壽命的問題；其次，在螺栓數量上，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措施

鑒于鐵路牽引供電設備受環(huán)境影響大的特點，要對網開關接地防雷系統(tǒng)進行針對性的優(yōu)化，以使牽引變電設備能夠獲得相對安全穩(wěn)定的性能。首先，完善接觸網分相處的電動隔離開關的本體接地和機構箱接地，將本體接地和機構箱接地系統(tǒng)進行分離，高低壓接地絕緣也要分開，避免鐵路牽引變電設備接觸網出現故障時，大電流對低壓變電設備的損害和影響；其次，通過設置防浪涌保護器來提升牽引變電設備的防雷性能，防浪涌保護器應添加在接觸網分相結構箱電源線路的前端；第三，在接觸網隔離開關機構箱底部加裝絕緣板材，將二次線路進行規(guī)整并遠離隔離開關機構箱，這樣可減少牽引變電設備放電。

而針對接觸網防雷問題，需要在接觸網上加裝避雷裝置，一旦接觸網遭受雷擊可以將電流導出，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施，對接觸網進行大氣過電壓保護。

（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致牽引變電設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，并第一時間內診斷故障；其次需要在不影響整個系統(tǒng)正常運轉的情況下加快對現有控制后臺的改進和完善，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備的安全穩(wěn)定性。

提升故障排除效率，還需要建立科學的管理體系、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備故障，要上報至不同的管理層級；現場管理和檢修上，設立交接班制度，在交接流程、交接內容、交接時間上進行明確規(guī)定，確保牽引變電設備信息的有效傳遞；對于牽引變電設備日常檢修和維護，要完善檢修維護相關的管理體系，尤其是在特殊環(huán)境或特殊天氣背景下，應明確檢查次數、檢查范圍以及相應的全責歸屬，作為牽引變電設備的防護和管理。

（四）進一步優(yōu)化牽引變電設備的控制方式

牽引變電設備運行方式對于設備的安全穩(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備故障。在供應電源上，目前多數電源為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。沒有低壓斷相保護等。鑒于此，在10kv 電源上加裝低壓斷相保護、延時裝置，改變低壓切換回路方式等可以有效地規(guī)避現有10kv 電源存在的一系列問題，從而提升牽引變電設備的安全穩(wěn)定性能。

（五）加強對牽引變電設備的日常維護和保養(yǎng)

加強對牽引變電設備的日常維護和保養(yǎng)，可以減少設備的故障發(fā)生率，前提排除故障風險和隱患，增加設備的使用壽命的同時，提高了牽引變電設備的安全穩(wěn)定性，也可以降低牽引變電設備上的投資成本。在設備巡視上，加強對巡視工作人員的管理，提倡以班組的形式進行巡視，加強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；建立健全設備維護和保養(yǎng)管理制度，定期開展設備維護和保養(yǎng)，對于發(fā)現問題的設備要在保證系統(tǒng)正常運轉的基礎上第一時間的進行保修報檢，以避免問題的進一步嚴重化；建立設備維護和保養(yǎng)臺賬體系，通過臺賬實現設備的全生命周期安全管理；明確設備維護和保養(yǎng)的責任單位和人員，實行責任主體制，并建立相應的考核機制，提升設備管理和維修維護人員的主動性和積極性。

除此之外，要建立應急處置機制。一旦牽引變電設備發(fā)生故障后，要有相應的應急處置方案，保證整個系統(tǒng)可以正常運轉；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。

結束語

總而言之，牽引變電設備作為鐵路電氣化建設的重要組成部分，對于我國鐵路電氣化水平提升與總體發(fā)展意義重大。加強鐵路牽引變電設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行總結分析，提取管理經驗，吸取經驗教訓，加強新技術、新材料的研究應用。同時，要在鐵路牽引變電設備管理和應用上加強變革與創(chuàng)新，用發(fā)展的眼光看待其現狀和未來發(fā)展趨勢，以便于為我國鐵路事業(yè)的高質量發(fā)展奠定基礎。