淺析高速鐵路牽引變電所常見設(shè)計、施工問題

近年來，鐵路建設(shè)、改造工程在大面積進行，發(fā)展形勢也逐漸向高速、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通更標志著我國進入了高速鐵路發(fā)展時期。從能源、環(huán)保、效率等多方面對比，電力牽引比較內(nèi)燃牽引有其無可比擬的優(yōu)勢，電氣化鐵路必然成為發(fā)展的趨勢。目前，對于高速鐵路供電系統(tǒng)運行可靠性的要求逐步提高，對供電系統(tǒng)建筑施工也有了更高的要求，已經(jīng)開通的各條高鐵線路供電系統(tǒng)基本運行正常，但也發(fā)生了一些由于供電原因影響列車運行的故障，本人結(jié)合高鐵供電系統(tǒng)運行情況，結(jié)合牽引供電系統(tǒng)設(shè)計、施工、建設(shè)方面問題，以牽引變電所為例，談一點淺見，不當之處敬請批評。

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所(包括分區(qū)所、開閉所、AT所)、牽引網(wǎng)(饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌和回流線)、電力機車等組成。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，為牽引負荷（機車）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)備運行過程中的質(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、建設(shè)時期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、 建筑工程設(shè)計施工問題

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)。存在主要問題：

1、設(shè)備接地線腐蝕嚴重，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)強度不夠，造成支柱傾斜、墻體開裂、甚至倒塌。

3、房屋及電纜井防滲漏問題。在驗收檢查的過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電纜溝內(nèi)積水嚴重，房屋滲漏水現(xiàn)象嚴重。分析原因：一是電纜溝在壘砌時，電纜口封堵不嚴造成電纜溝嚴重灌水后積水嚴重。二是屋頂坡度不足，積水不能快速排出冬季還會造成結(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，造成滲水嚴重。同時，屋面受季節(jié)變化、溫度變化影響，導致屋面發(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)計生活用水系統(tǒng)。與普速線路（時速250km/h以下的鐵路線路）相比，由于高鐵供電設(shè)備設(shè)計均為遠動控制、遠程操作，實現(xiàn)無人值班的運行模式，所以設(shè)計院在設(shè)計中沒有涉及所內(nèi)的上下水及生活用水系統(tǒng)，但是在實際運行過程中，在開通初期，設(shè)備運行過渡期，需要人員職守。而且，在設(shè)備穩(wěn)定運行后，每年必須進行的設(shè)備清掃維護也需要生活用水，缺少生活用水系統(tǒng)為變電所的設(shè)備清掃維護帶來了困難。

5、所亭周邊道路問題。由于高速鐵路建設(shè)線路選址大多躲開居民區(qū)及主要干路的影響，盡量降低拆遷補償費用。牽引變電所均沿線建設(shè)，盡量縮短供電電纜長度，以減少被破壞的可能，因此，變電所建設(shè)的地點遠離公路。設(shè)備安裝期間，施工單位鋪設(shè)臨時砂石路向場地運送物資，進入所內(nèi)道路由于大量設(shè)備重載運輸，砂石路基本被破壞，最終形成進所最后五十米的“盲腸地段”無道路，造成在雨、雪等惡劣天氣時人員、車輛進出變電所困難。

二、 電氣設(shè)備安裝調(diào)試問題

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、遠動系統(tǒng)安裝調(diào)試。存在問題主要是：

1、從事電氣安裝的人員技術(shù)素質(zhì)不高，不能按標準安裝。目前高鐵牽引變電所內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備基本是進口，安裝工藝和標準與國產(chǎn)設(shè)備有較大差別，最終由于安裝工法不當，造成大量浪費，重復施工，甚至造成設(shè)備故障影響行車。

2、施工單位對電氣設(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，對設(shè)備調(diào)試不能引起高度重視，由于接收單位沒有足夠的時間對設(shè)備調(diào)試內(nèi)容進行驗收、檢查，造成在實際運行后遺留大量調(diào)試、聯(lián)動、控制等方面問題。

3、電纜敷設(shè)、安裝問題。主要有三種：一是電纜頭制作不合格，影響運行壽命。電纜頭在制作過程中，通常由于現(xiàn)場環(huán)境臟亂造成電纜頭內(nèi)有雜質(zhì)進入后，影響其絕緣強度，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，造成運行過程中極易被外力破壞。三是電纜在敷設(shè)過程中外皮損傷。在電纜放線過程中，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)試后期遺留問題較多。以SCADA系統(tǒng)問題最為嚴重，在設(shè)備運行初期，出現(xiàn)大量拒動、誤動以及開關(guān)位置不正確的類似問題。而且由于遠程控制系統(tǒng)失效后，就需要人員進行現(xiàn)場操作，造成不必要的人員浪費。

三、 解決辦法及建議

房屋、設(shè)備的設(shè)計及施工質(zhì)量是決定設(shè)備運行可靠性的根本，只有從根本上入手，控制解決常見問題和隱患，才能從實際解決運行初期的各種設(shè)備問題，并確保設(shè)備運行的長治久安。

1、設(shè)計部門應(yīng)深入現(xiàn)場調(diào)研，避免閉門造車，實際了解設(shè)備運行檢修過程中的實際困難，從設(shè)計角度解決有些運行后再無法更改的問題，如：道路、生活用水等問題。

2、加強施工過程監(jiān)管及質(zhì)量控制，由設(shè)備接管運營單位組建提前介入小組，從施工階段盯控施工質(zhì)量，做到接收運行心中有數(shù)。

3、在設(shè)計中已經(jīng)要求的部位，要注意施工過程掌握技巧，如：路面可以在大型設(shè)備運輸后對砂石路進行修復后再硬化，保證道路的使用壽命。

4、與設(shè)備廠家簽訂試運行期間盯控協(xié)議，要求重點設(shè)備廠家在試運行階段全程盯控，并對使用、維護人員進行系統(tǒng)培訓，并在一年內(nèi)提供24小時技術(shù)支持，確保設(shè)備可靠運行。

5、由于設(shè)備安裝后只能對其外觀進行檢查，其內(nèi)部情況無法直接判斷，所以要重點對安裝的設(shè)備進行電氣絕緣、充油設(shè)備的油質(zhì)絕緣進行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的隱患及缺陷。

6、重點盯控SCADA系統(tǒng)的安裝調(diào)試。在我局管內(nèi)，客運專線開通后，經(jīng)過一年左右的設(shè)備整修后，所內(nèi)設(shè)備基本運行正常，但大量存在SCADA系統(tǒng)的問題，而且大多屬于長時間不好解決的聯(lián)調(diào)問題，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)時間，以確保正常運行。

7、重點加強人員培訓，無論是施工單位，還是運行接管單位，包括驗收單位，均選技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)、學習能力較高的人員參加培訓，并逐漸總結(jié)經(jīng)驗，培養(yǎng)出素質(zhì)過硬的團隊，確保設(shè)備質(zhì)量和運行安全。

四、 結(jié)語

綜上所述，高速鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)施工直接決定著設(shè)備運行的可靠性。設(shè)計是基礎(chǔ)，施工是保障，必須堅持提升設(shè)計合理性，提高設(shè)備施工質(zhì)量的原則，減少運行管理單位的困難，降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備的維修周期和使用壽命，創(chuàng)造更大的社會和經(jīng)濟價值。