鐵路10kV架空線路故障與處理方式分析

馮華俊

（通號(hào)工程局集團(tuán)有限公司天津分公司，天津 300250）

1 引言

在整個(gè)基層電網(wǎng)中，10kV配電系統(tǒng)具有用途多樣、布置廣泛等優(yōu)勢(shì)，維護(hù)的難度也比較低，占據(jù)著極其重要的地位。它將電能從變電站傳輸?shù)缴鐣?huì)方方面面，其運(yùn)行狀況對(duì)電力用戶用電產(chǎn)生了極大的影響，也關(guān)系到供電是否滿足安全、可靠性的要求?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)出現(xiàn)了向配網(wǎng)傾斜的發(fā)展趨勢(shì)，配電線路在電力系統(tǒng)中占據(jù)的地位不可忽視。要想確保10kV配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，要高度重視鐵路10kV架空線路故障這一問(wèn)題，避免安全事故的出現(xiàn)，給予連續(xù)供電一定的保障，進(jìn)而與用戶的用電需求相符合，贏得用戶較高的滿意度。

2 鐵路10kV架空線路故障原因

2.1 自然災(zāi)害的原因

第一，雷擊原因。雷擊是自然界很常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，也是電網(wǎng)系統(tǒng)中斷運(yùn)行的重要誘因。不僅給鐵路供電系統(tǒng)帶來(lái)了極大的不便，也經(jīng)常影響到上級(jí)供電系統(tǒng)，甚至威脅到鐵路正常運(yùn)行。具體詳見(jiàn)圖1。

一般來(lái)說(shuō)，架空線路跳閘大都是因?yàn)槔讚艟€路造成的，尤其在夏季雷雨密集天氣中極容易發(fā)生。鐵路沿線大多是極容易受到雷擊的山區(qū)，有時(shí)也會(huì)處在缺少完善的的偏僻地帶，容易受到雷擊影響。城市地區(qū)的架空線周邊有諸多高層建筑物，裝設(shè)有較多的防雷設(shè)施，出現(xiàn)的雷擊現(xiàn)象并不多。鐵路10kV架空線路穿越山區(qū)架設(shè)時(shí)，極容易成為這個(gè)地區(qū)的高點(diǎn)，在雷電出現(xiàn)以后，就變成了雷擊電流通道。出現(xiàn)雷擊以后，線路中有著較高的電壓和瞬時(shí)電流，線路的絕緣性能會(huì)受到極大的影響，進(jìn)而容易出現(xiàn)接地或相間短路現(xiàn)象。這也是鐵路架空線路容易因雷擊出現(xiàn)故障的重要原因。

圖1 架空層的雷擊

第二，氣候原因。我國(guó)幅員遼闊，氣候復(fù)雜多樣，經(jīng)常出現(xiàn)同一條鐵路穿越不同氣候區(qū)域的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致架空線路面臨的氣候原因更具復(fù)雜性。眾所周知，冬天的風(fēng)力強(qiáng)，氣溫低，倒桿斷線現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，且不便于維修。在風(fēng)雪天氣中，絕緣閃絡(luò)故障現(xiàn)象屢禁不止、難以避免。在春季大風(fēng)天氣中，架空線絕緣子閃絡(luò)造成短路放電，極容易將導(dǎo)線燒斷，造成線路事故。尤其是北方區(qū)域，春季冰雪解凍，極易發(fā)生桿塔受力不均而傾倒的現(xiàn)象，危及線路正常運(yùn)行和鐵路正常運(yùn)營(yíng)。在夏季汛期中，雨水比較多，一定程度上加劇了鐵路架空線路電桿倒塌和傾斜事故的發(fā)生概率，進(jìn)而引發(fā)短路。

2.2 外力破壞

首先是鳥(niǎo)害。鳥(niǎo)在聯(lián)絡(luò)線起飛或下落過(guò)程中，在展開(kāi)翅膀的影響下，極容易出現(xiàn)相間短路現(xiàn)象。鳥(niǎo)類筑巢的地方大都集中在聯(lián)絡(luò)線較為集中的地帶，鐵絲和樹(shù)枝將會(huì)加重線路短路的發(fā)生概率[1]。通常來(lái)說(shuō)，鐵路線路直桿距離比較大，缺少良好的支撐點(diǎn)來(lái)為鳥(niǎo)類筑巢提供一定的便利，所以鳥(niǎo)害導(dǎo)致的短路現(xiàn)象的發(fā)生概率并不常見(jiàn)。對(duì)于鳥(niǎo)害造成短路的線路，往往集中出現(xiàn)在隔離刀閘安裝點(diǎn)和轉(zhuǎn)角桿等，這些區(qū)域聯(lián)絡(luò)線的密集程度比較高，與相間距離30cm的安全距離的要求不相符合。其次是車輛碰撞。在電力施工過(guò)程中，某些工作人員在駕駛機(jī)動(dòng)車過(guò)程中，出現(xiàn)了違章行為，造成線路故障和線路短路。最后，異物侵限。如果遇到大風(fēng)天氣，一旦刮到線路上的導(dǎo)電體、高層建筑上扔下來(lái)的廢鐵絲、錄音帶、風(fēng)箏等，也極容易造成相間短路。

2.3 施工質(zhì)量難以保證

一些企業(yè)的采購(gòu)人員在設(shè)備的采購(gòu)過(guò)程中，過(guò)于注重價(jià)格，沒(méi)有對(duì)設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行深入分析，出現(xiàn)了嚴(yán)重的偷工減料行為，與質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的采購(gòu)要求相差比較大，而且在實(shí)際施工過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)線路進(jìn)行妥善安排和配置，線路交叉跨越現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。

3 鐵路10kV架空線路故障的處理方式

3.1 規(guī)范電纜敷設(shè)施工管理，改進(jìn)電纜頭制作工藝

在設(shè)計(jì)方面，電纜路徑要避免電纜受到外力、熱源以及病蟲(chóng)害等方面的損害，并與建筑工程和各種管線工程需要挖掘的地方保持適當(dāng)?shù)木嚯x。同時(shí)，還要避開(kāi)鐵路路基，必須敷設(shè)在路基上時(shí)，要加強(qiáng)混凝土電纜槽或保護(hù)管等防護(hù)的應(yīng)用。對(duì)于電纜穿越的鐵路和道路等場(chǎng)所，要實(shí)施穿管保護(hù)，避免出現(xiàn)電纜故障。

3.2 加強(qiáng)自然災(zāi)害的防范和控制

要制定完善的防雷措施。在改造和新建電力設(shè)備過(guò)程中，要做好避雷器和避雷針等防雷設(shè)備的安裝工作，從設(shè)備的運(yùn)行情況出發(fā)，對(duì)容易遭到雷擊的區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)避雷設(shè)備安裝方案進(jìn)行適度調(diào)整。同時(shí)，對(duì)于雷擊經(jīng)常出現(xiàn)的地段，要加強(qiáng)防雷設(shè)施的更新和維護(hù)。通過(guò)對(duì)既有避雷設(shè)備的試驗(yàn)，可以確保抵御雷害能力的穩(wěn)步提升。

對(duì)于可調(diào)節(jié)的連接支柱，也在故障保護(hù)裝置中得到了大量應(yīng)用，這類裝置可以有效保護(hù)電網(wǎng)線路，但是在安裝工作中，明確提出了對(duì)安裝人員的技能要求。在安裝金屬氧化物避雷器之前，在配網(wǎng)線路上，要每隔200米要安裝一組避雷器，進(jìn)而將感應(yīng)雷事故的發(fā)生率降至最低。

3.3 車輛碰撞防范

在鐵路交通道路的桿塔上，要安裝醒目的反光貼，避免出現(xiàn)車輛碰撞事故。在拉線上，要加套反光標(biāo)志管，使車輛駕駛?cè)藛T提高警惕。對(duì)于個(gè)別桿塔來(lái)說(shuō)，還要加強(qiáng)水泥墩防護(hù)手段的運(yùn)用，這也可以起到一定的預(yù)防作用。鐵路建設(shè)部門(mén)要針對(duì)安裝生產(chǎn)的施工、設(shè)計(jì)等工作，進(jìn)行合理安排，做好施工方線路保護(hù)的宣傳工作，避免過(guò)多地受到外部施工的影響，從而防止出現(xiàn)線路跳閘現(xiàn)象。

3.4 提高施工質(zhì)量

在設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中，采購(gòu)人員要堅(jiān)持質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的優(yōu)化，確保設(shè)備良好的使用性能，并對(duì)廠家的資質(zhì)情況進(jìn)行深入分析，從而保證較高的設(shè)備質(zhì)量。而且運(yùn)行人員要及時(shí)排除故障性因素，運(yùn)行人員要對(duì)線路運(yùn)行方式進(jìn)行充分了解，基于每條線路正常運(yùn)行的情況下，要加強(qiáng)故障快速查找預(yù)案的編制，并貫徹落實(shí)下去；同時(shí)，要加強(qiáng)故障指示器的應(yīng)用，以此來(lái)進(jìn)行故障的查找，并且要在確定故障段以后，再確定故障點(diǎn)；最后在故障點(diǎn)確定以后，再開(kāi)展所有流過(guò)故障電流的接頭和跳線是否燒斷的檢查工作，避免施工影響因素的蔓延。

3.5 開(kāi)展故障查找工作

3.5.1 故障查找方法

在電流速斷保護(hù)出現(xiàn)跳閘動(dòng)作過(guò)程中，可以確定速度大都按照保護(hù)范圍結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行。如果出現(xiàn)短路現(xiàn)象，其保護(hù)范圍是比較大的，至少可以達(dá)到整個(gè)配電線路的50%。而如果面臨在保護(hù)范圍較小的情況下，僅僅占據(jù)整個(gè)配電線路長(zhǎng)度的20%[2]。所以，如果出現(xiàn)動(dòng)作跳閘現(xiàn)象，線路的前段部分就是故障發(fā)生點(diǎn)。

3.5.2 電纜故障定點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，音頻感應(yīng)方法和聲測(cè)定點(diǎn)方法等是電纜故障定點(diǎn)的重要方法。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于音頻感應(yīng)法來(lái)說(shuō)，在低阻電纜中得到了廣泛應(yīng)用，主要借助探頭在故障點(diǎn)采集到的聲音信號(hào)來(lái)進(jìn)行定點(diǎn)。此外，對(duì)于聲磁同步法來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)磁、聲時(shí)間差來(lái)對(duì)故障點(diǎn)位置進(jìn)行估算，磁場(chǎng)信息的傳播速度比較迅猛，是聲音信號(hào)不可超越的，利用兩者的時(shí)間差，可以對(duì)電纜故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，在時(shí)間差較小的情況下就是故障點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路10kV架空線路的故障問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。因此，落實(shí)好故障查找工作，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，彌補(bǔ)鐵路10KV架空線路故障中存在的薄弱點(diǎn)和空白點(diǎn)，需要供電企業(yè)要予以高度重視。