淺談鐵路10kv電力線路故障的原因及防護(hù)措施

李?yuàn)W明

【摘 ?要】隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展和自動(dòng)化、電氣化程度的不斷提高，電力早已成為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的重要能源之一，鐵路電力工作也是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，其主要任務(wù)是，通過(guò)不斷提高供電質(zhì)量和可靠性，來(lái)滿(mǎn)足鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)需要，如果供電不可靠，鐵路運(yùn)輸就要癱瘓，嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸秩序，可見(jiàn)，供電的可靠性與鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?、正點(diǎn)有著密切關(guān)系。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鐵路10kv電力線路故障及處置過(guò)程進(jìn)行剖析闡述，并制定相應(yīng)的對(duì)策以減少其故障率。

【關(guān)鍵詞】10kv;電力;電纜;架空線路;故障

1.引言

當(dāng)前鐵路電力線路大多數(shù)處于偏僻的山區(qū)、城中村，其地理位置及氣象環(huán)境較為復(fù)雜，其中地方單位施工、漂浮物、鳥(niǎo)巢、危樹(shù)等外部因素，運(yùn)行條件十分惡劣，同時(shí)部分電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，也對(duì)鐵路供電安全造成嚴(yán)重威脅。本文結(jié)合自身工作中遇到的設(shè)備故障，對(duì)當(dāng)前鐵路電力電路普遍存在的設(shè)備故障及防范措施進(jìn)行分析探討。

2.鐵路電力線路主要故障分析

2.1.電纜的主要故障及產(chǎn)生原因

電纜線路正憑借其隱蔽性好、供電效率高等優(yōu)勢(shì)得到眾多電力線路的推廣，電力電纜故障是電力系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題之一，導(dǎo)致電力電纜發(fā)生故障的原因有以下幾點(diǎn)：

2.1.1.機(jī)械性損傷引起的故障

（1）直接外力破壞，由外部環(huán)境導(dǎo)致，未經(jīng)供電段進(jìn)行電纜防護(hù)和批準(zhǔn)，也未對(duì)電纜路徑進(jìn)行核對(duì)和標(biāo)記，進(jìn)而在鐵路10kv電纜所埋設(shè)的位置進(jìn)行修路、植樹(shù)、修熱力管道等施工，將電纜扯拉、挖斷，導(dǎo)致故障發(fā)生，這類(lèi)問(wèn)題主要集中于直接埋設(shè)區(qū)段的電力電纜。

（2）因地理位置限制或電纜半徑較大，致使電纜運(yùn)輸、敷設(shè)的難度有所增加，在施工過(guò)程中，若轉(zhuǎn)角彎度過(guò)大，電纜內(nèi)部易出現(xiàn)機(jī)械損傷，即使測(cè)量電纜絕緣、泄露電流也無(wú)法發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線路長(zhǎng)期運(yùn)行后，因損傷處過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣大大降低，擊穿絕緣，導(dǎo)致電纜故障。

2.1.2.電纜自身原因引發(fā)的故障

（1）絕緣層老化，由于電纜的絕緣材料使用年限較長(zhǎng)，其自身的絕緣性能降低，介質(zhì)損耗較大，同時(shí)電纜長(zhǎng)期高負(fù)荷工作而過(guò)熱，且所處位置通風(fēng)環(huán)境較差，加速電纜絕緣老化，最終使其失去絕緣性能，導(dǎo)致絕緣層備擊穿，造成相間短路。

（2）制造電纜時(shí)，電纜的絕緣層中存在雜質(zhì)和氣泡，屏蔽層出現(xiàn)疤痕，未能控制好電纜質(zhì)量，使其接頭容易受潮，絕緣性能不良，導(dǎo)致電纜投入運(yùn)行后電纜故障的出現(xiàn)。

2.1.3.制作工藝原因引發(fā)的故障

作業(yè)人員在電纜中間接頭在制作過(guò)程中，由于環(huán)境因素把控不嚴(yán)，制作時(shí)存在水氣或雜志殘留于電纜中間接頭中或電纜中間接頭防水層沒(méi)有做好，使得水氣滲入電纜中間接頭中，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行條件下，形成電化學(xué)腐蝕的水樹(shù)枝現(xiàn)象，破壞了主絕緣層，從而形成電纜中間接頭絕緣擊穿故障。

2.2.架空線路的主要故障及產(chǎn)生原因

10kv架空線路是目前較為普遍的配電線路，分為架空裸線和絕緣線，其成本低、總體性能良好，導(dǎo)致架空線路發(fā)生故障的原因有以下幾點(diǎn)：

2.2.1.外力破壞導(dǎo)致的故障

（1）外力破壞性故障也是較常見(jiàn)的架空線路故障，鐵路許多電力電桿都設(shè)在農(nóng)村或城鄉(xiāng)結(jié)合部，隨著近幾年城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，建房、修路、傾倒垃圾等施工增多，進(jìn)而對(duì)鐵路10kv電力線路造成威脅的因素愈來(lái)愈多，其中較為典型的就是大型機(jī)械、車(chē)輛撞斷電桿或刮碰導(dǎo)線引起的故障，這不僅影響了鐵路電力的供應(yīng)，還對(duì)人身安全造成了威脅。

（2）外部施工出現(xiàn)高空拋物或小孩用彈弓、石塊打擊瓷瓶，造成瓷瓶破損，瓷瓶絕緣電阻下降，長(zhǎng)期運(yùn)行易引起接地故障。

2.2.2.天氣原因?qū)е碌墓收?/p>

（1）雷擊引起的故障，鐵路沿線大多是極容易受到雷擊的山區(qū)，有時(shí)易受到雷擊影響，而架空線路穿越山區(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，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。

（2）因雨引起的故障，特別是3月至7月，春季冰雪解凍，夏季汛期中，雨水比較多，同時(shí)許多電桿位于鐵路護(hù)坡處，極易發(fā)生因雨水長(zhǎng)期沖刷桿基，導(dǎo)致傾倒。

2.2.3.外部環(huán)境引起的故障

（1）危樹(shù)對(duì)電力線路造成的故障，部分鐵路電力電桿處于林區(qū)或綠化帶，每當(dāng)雨季，樹(shù)木生長(zhǎng)較快，導(dǎo)致樹(shù)枝與電力架空線路安全距離不足，引起放電，導(dǎo)致設(shè)備跳閘。

（2）如果遇到大風(fēng)天氣，線路附近有漂浮物，如防塵網(wǎng)、塑料袋、風(fēng)箏等，一旦刮到線路上，也容易引起相間短路。

（3）在重度污染區(qū)段，架空線路上的絕緣瓷瓶污染較為嚴(yán)重，線路絕緣瓷瓶在運(yùn)行中還常常會(huì)遇到各種污穢和潮濕等惡劣條件，絕緣性能降低，造成絕緣擊穿引起的故障。

2.2.4 設(shè)備老舊導(dǎo)致的故障

許多鐵路線路運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，有的甚至運(yùn)行幾十年，線路上某些設(shè)備殘舊，如金具銹蝕、絕緣瓷瓶阻值下降、避雷器斷裂、線夾或接線端子溫度過(guò)高等現(xiàn)象，均容易引起設(shè)備故障。

3.減少鐵路10kv電力線路故障的防范措施

（1）電力線路運(yùn)行時(shí)，要采取定期巡視來(lái)監(jiān)視線路的運(yùn)行狀況，重點(diǎn)檢查電桿拉線、接地極狀態(tài)，檢查電纜頭有無(wú)放電、瓷瓶有無(wú)閃絡(luò)，導(dǎo)線馳度變化及其他外部環(huán)境變化等，同時(shí)利用紅外線測(cè)溫設(shè)備對(duì)電纜頭、隔離開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備缺陷，達(dá)到防止設(shè)備故障的目的。

（2）做好鐵路電力設(shè)備日常檢修保養(yǎng)工作，根據(jù)前期修前調(diào)查結(jié)果，對(duì)架空線、避雷器、金具、絕緣子狀態(tài)進(jìn)行研判，利用停電完成瓷瓶擦拭、螺栓緊固、避雷器維護(hù)等工作，對(duì)老化的架空線路、瓷瓶、避雷器及時(shí)更換，嚴(yán)把施工質(zhì)量，防止因制作工藝原因引發(fā)的故障。

（3）做好電力設(shè)備防洪防汛工作，每年3月份，在汛期到來(lái)之前，對(duì)處于邊坡、河灘、低洼地帶、填土不良地帶以及可能發(fā)生滑塌等災(zāi)害處所的電力桿塔基礎(chǔ)、拉線基礎(chǔ)進(jìn)行檢查，對(duì)在電桿附近易遭雨水沖刷造成桿基不穩(wěn)的電桿，要采取填土加固桿基的方式，防止倒桿。同時(shí)對(duì)線路附近樹(shù)高加3.1米范圍內(nèi)的危樹(shù)采取削枝、砍伐等措施進(jìn)行處理，避免因樹(shù)木枝葉距電力線路安全距離不足引起的短路。

（4）設(shè)置警示標(biāo)志、物理防護(hù)，在大型機(jī)械施工附近的鐵路電力桿塔上，要安裝“止步，高壓危險(xiǎn)”警示標(biāo)志或醒目的反光貼，在拉線上，要加套反光標(biāo)志管，使車(chē)輛駕駛?cè)藛T提高警惕，對(duì)于個(gè)別桿塔來(lái)說(shuō)，還要設(shè)置硬隔離、水泥墩防護(hù)，在電纜路徑要設(shè)置“下有電纜，嚴(yán)禁開(kāi)挖”的標(biāo)志，避免出現(xiàn)因大型機(jī)械或車(chē)輛碰撞電桿、觸碰導(dǎo)線、挖斷電纜，引起的跳閘故障。

（5）定期對(duì)電力設(shè)備漂浮物進(jìn)行整治，通過(guò)撿拾的方式，集中清理塑料袋、氣球、塑料薄膜等輕飄物體，用磚石壓蓋城市建設(shè)遺留的防塵網(wǎng)等建筑垃圾，并利用春季植物生長(zhǎng)迅速的特點(diǎn)，在防塵網(wǎng)分布區(qū)域播撒三葉草草種，抑制防塵網(wǎng)飄起，防止大風(fēng)吹起刮落至鐵路供電線路上，引起設(shè)備故障。

（6）因地理位置等其他特殊原因，導(dǎo)致外部環(huán)境問(wèn)題無(wú)法解決，申請(qǐng)停電進(jìn)行線路改遷，即對(duì)原電力線路進(jìn)行重新立桿架線、敷設(shè)電纜或更換絕緣線。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路10kv電力線路因季節(jié)氣象、外部環(huán)境、設(shè)備自身等原因，產(chǎn)生的設(shè)備故障是多方面的，因此設(shè)備管理部門(mén)在應(yīng)對(duì)上要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，這樣才能采取各類(lèi)措施，做好電力設(shè)備故障的快速排除及長(zhǎng)期預(yù)防，確保鐵路供電安全穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 華玉興.電力設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005

[2] 彭開(kāi)宙.電力線路工[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2011

[3] 羅秋均.關(guān)于10kv配網(wǎng)架空線路的運(yùn)行維護(hù)與檢修探討 [J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017

[4] 謝家進(jìn).電力配電架空線路的運(yùn)行及管理[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2014

[5] 吳嬌紅.淺析電力施工中架空線路技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013

（作者單位：中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司西安供電段）