試析鐵路電力設(shè)備故障分析及預(yù)防

張旭飛

摘??要：筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，簡要介紹了鐵路電力設(shè)備故障的種類，并對故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并針對這些故障提出了相應(yīng)的解決及防范措施，進(jìn)而為鐵路輸配電的安全性及持續(xù)性提供保障。

關(guān)鍵詞：鐵路;電力設(shè)備;故障;預(yù)防

1變配電及線路設(shè)備常見故障類型

1.1輸配電線路故障

輸配電線路是高低壓電纜線路及架空線路的總稱。一般而言，輸配電線路故障可分為自然破壞、客觀存在的外力破壞以及設(shè)備本身故障三類。其中，自然故障導(dǎo)致的故障主要是受雨水、暴風(fēng)、雷擊天氣的影響，致使電線桿倒塌或線路斷裂等;客觀存在的外力破壞類故障是指由于配輸電線路周圍環(huán)境出現(xiàn)路面施工、綠化建設(shè)、建設(shè)房屋等無意間對輸配電線路造成了破壞，而致使其出現(xiàn)故障;設(shè)備本身故障是指設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)線斷裂、絕緣子失效及各零件生銹無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)等造成的故障。未對設(shè)備進(jìn)行定期的檢修與維護(hù)、老化的設(shè)備或零件不進(jìn)行及時的更換等也會引起輸配電線路的故障。

1.2變配電設(shè)備故障

輸配電線路主要涉及的設(shè)備有配電盤、開關(guān)箱以及架空和電纜線路等;變配電設(shè)備主要有變壓器、電流供給設(shè)備、高低壓控制屏及調(diào)壓器等。一般情況下，變配電設(shè)備的設(shè)備故障問題主要有電氣故障、機(jī)械故障以及綜合自動化故障三種。電氣故障主要包括放電及聲音異常、出現(xiàn)不正常的閃爍、保護(hù)拒動或誤動等;機(jī)械故障主要包括接點(diǎn)晃動、接觸不良、控制器失效及零件缺失等;綜合自動化類故障是指在運(yùn)行過程中變配電設(shè)備功能異常、性能失常、數(shù)值顯示不準(zhǔn)確等。這三類故障均會致使變配電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)失?；蚴遣荒苷＿\(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而停止供電。

2?10kV線路故障分析

2.1遭受外力破壞故障

架空線路往往均安置于室外，且多為空曠地帶，容易遭受外力的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致短路、斷路等問題的產(chǎn)生。由于公路上行駛的車輛或是田野中作業(yè)的機(jī)械與電線桿或者線路發(fā)生碰撞而導(dǎo)致線路整體出現(xiàn)短路、電線桿倒塌等狀況屢屢發(fā)生;在大風(fēng)或風(fēng)暴天氣，較強(qiáng)的風(fēng)力會導(dǎo)致較多的物體與線路相交或是相撞，進(jìn)而導(dǎo)致線路短路等;在污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，線路表面的絕緣子可能還會受到帶電屬性的污染物的影響，進(jìn)而導(dǎo)致線路不能正常進(jìn)行傳輸?shù)那闆r也時有發(fā)生。

2.2雷擊過電壓引起的閃絡(luò)短路故障

一般情況下，變配電所的貫通線路及外源線路長度都接近兩千米，且多分布在小型城鎮(zhèn)及偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)，近四分之一的線路均處于重雷區(qū)，但線路配備的防雷設(shè)施極為有限，近配備了基礎(chǔ)的避雷器，無法有效預(yù)防雷電。這就導(dǎo)致在雷雨天氣較多的夏季，經(jīng)常會出現(xiàn)避雷器被擊穿，進(jìn)而導(dǎo)致線路短路，線路的保護(hù)系統(tǒng)啟動，停止供電。變配電線路中的絕緣子及所配置的避雷器如果被雷電直接擊穿，輕者會導(dǎo)致線路故障，嚴(yán)重的會直接發(fā)生爆炸。

2.3跌開故障

熔斷器的錯誤使用會導(dǎo)致熔絲熔斷、熔管變形等情況的產(chǎn)生，嚴(yán)重的也會產(chǎn)生爆炸，進(jìn)而致使線路無法正常供電。在本配電所供電范圍內(nèi)的貫通線路上存在眾多的跌落式熔斷器，且大部分的熔斷器的運(yùn)行時間均超過十年以上，也未進(jìn)行定期的檢修與維護(hù)，設(shè)備老化嚴(yán)重，經(jīng)常會出現(xiàn)絕緣失效而導(dǎo)致線路短路的情況。

2.4線路相間短路故障

在強(qiáng)風(fēng)天氣，會致使線路間的弧垂相交，進(jìn)而導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路;碰撞時兩線路的絕緣擊穿也會造成相間短路。

3變壓器常見故障原因分析

3.1線圈絕緣老化

我段所使用的變壓器繞組的外包絕緣多使用的是銅制或鋁制導(dǎo)線。絕緣等級均達(dá)到了A級，與國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符，所能承受的最高溫度為六十五攝氏度，若運(yùn)行時的溫度長期高于65℃，就會使絕緣材料變得脆弱，并加速其老化速度，當(dāng)絕緣材料的破壞程度達(dá)到一定水平，會導(dǎo)致絕緣擊穿，進(jìn)而導(dǎo)致繞組內(nèi)部線圈短路。因此，在運(yùn)行過程中，要嚴(yán)格監(jiān)控變壓器的溫度和負(fù)荷狀況，避免變壓器長時間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，延長絕緣體的使用壽命。

3.2變壓器油絕緣水平降低

變壓器的油位易受天氣溫度的影響，而一年中大約有三分之一的天氣均是雨水潮濕天氣，會致使變壓器中的油位發(fā)生變化，而當(dāng)變壓器中的絕緣油遇到潮濕空氣，便會吸收潮濕空氣，進(jìn)而與之相接觸的絕緣材料受潮，絕緣能力降低，變壓器的傳輸效率降低，甚至?xí)a(chǎn)生絕緣擊穿等事故。

3.3高低壓套管損壞

變壓器的高低壓套管分別放置在箱內(nèi)和箱外，與地電氣較為接近，在電壓過大及瓷瓶存在積垢時容易產(chǎn)生閃絡(luò)。我段使用的變壓器多為315kVA以下的小容量變壓器，不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，且安裝配置不合理，所以高低壓套管損壞的問題屢屢發(fā)生。

3.4轉(zhuǎn)換調(diào)壓開關(guān)的不良

一般情況下，變壓器轉(zhuǎn)換調(diào)壓開關(guān)損壞百分之八十的原因都是由于動靜觸頭接觸不良。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換調(diào)壓開關(guān)的設(shè)置存在一定的問題，使其不能夠完全閉合接觸，出現(xiàn)此類情況的原因可能是由于分接頭轉(zhuǎn)換不靈活，或是變壓器的超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致調(diào)壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的動靜接觸頭間產(chǎn)生電流，進(jìn)而致使轉(zhuǎn)換調(diào)壓開關(guān)損壞。

4配電及線路設(shè)備常見故障預(yù)防措施

4.1配電及線路設(shè)備故障采取的措施

安裝接故障檢測裝置。我段管轄范圍內(nèi)的配電所輸電線路較多，最多的片區(qū)有十條以上，但區(qū)域內(nèi)配電的支線路較少，最少的僅有四條，在變配電室的配電干線或貫通饋出回路安裝小電流的接地自動選線裝置，對線路中的故障進(jìn)行排查。將配電所所有的配電回路均安裝上接地故障檢測裝置，當(dāng)回路中出現(xiàn)單相接地故障時，該裝置便會自動發(fā)出警報(bào)，將故障發(fā)生的位置及時、準(zhǔn)確的反饋給維修人員，大大提高了故障排查計(jì)解決的效率，防止問題進(jìn)一步擴(kuò)大，避免非故障線路多次停電，影響線路的使用壽命，為供電的穩(wěn)定性提供了保障。接地故障檢測器可安裝于各支路的匯合點(diǎn)處。在線路進(jìn)行大范圍的維修、更換時，在各線路的分支或分段處接入一個開關(guān)。我段所管轄范圍內(nèi)的配電線路的安裝較為簡單，變配電所的電源線路均獨(dú)立設(shè)置，配電出口固定，貫通線路的T接的負(fù)載通常都是容量較小的變壓器，所以通常僅需使用穩(wěn)定性較好、絕緣性能較高的隔離開關(guān)即可。與此同時，將故障檢測器安裝于T接處，在產(chǎn)生故障時，不僅可以及時發(fā)出警報(bào)，而且還能準(zhǔn)確定位到故障發(fā)生的位置。

4.2配電及線路設(shè)備維管采取的措施

4.2.1實(shí)行定期檢測檢修制度

配電設(shè)備及線路的檢測較為復(fù)雜，從電源的開關(guān)到變壓器的絕緣子再到線路上所配置的避雷措施，要定期對線路及設(shè)備進(jìn)行全方位的檢測檢修，及時排除安全隱患，延長設(shè)備的使用壽命。

4.2.2制定并完善故障（事故）應(yīng)急預(yù)案

定期進(jìn)行事故排查及修復(fù)的培訓(xùn)和操作演練，提高故障排查能力。從故障所導(dǎo)致的后果或影響，能夠準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生的位置，并迅速找到其源頭。在故障的排查過程中，距離較遠(yuǎn)的線路中的接地和電纜產(chǎn)生的故障，排查難度是最大的。因此，對這兩種故障要采用專門的方法進(jìn)行排查，其中，接地故障通常使用分段遙測絕緣法進(jìn)行檢測;電纜故障則使用專門的電纜故障檢測儀及路徑儀等儀器輔助排查。

4.2.3建立健全運(yùn)管檢修制度

建立健全監(jiān)管維修體系，并制定相應(yīng)的規(guī)章制度及懲戒辦法，加強(qiáng)對技術(shù)檔案的管理和編入，并做好維護(hù)工作。其次，加強(qiáng)對設(shè)備質(zhì)量的監(jiān)管，提高對設(shè)備的保護(hù)意識，使用科學(xué)方法對設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行評估，良好掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，避免突發(fā)事故的產(chǎn)生。

4.3天氣因素的故障采取的措施

加強(qiáng)對電源線路及貫通線路的維護(hù)工作。在風(fēng)力較強(qiáng)的區(qū)域設(shè)置線路固定設(shè)施;加固雨水頻繁地區(qū)的桿塔及拉線基礎(chǔ);對于張力較大的地區(qū)，結(jié)合桿塔的實(shí)際情況，在恰當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置耐張桿塔。

增強(qiáng)輸配線路的抗雷擊能力，彌補(bǔ)線路絕緣缺陷。在成本可控范圍內(nèi)，為貫通線路及長大電源線路更換性能更為穩(wěn)定的絕緣材料，例如硅橡膠材質(zhì)的避雷器等。此外，在雷電頻發(fā)地區(qū)及變配電的輸出端增設(shè)避雷器，并定期對接地電阻的接地引下線和接地極進(jìn)行定期檢測，確保其能良好運(yùn)行。

4.4外力破壞因素的故障采取的措施

定期對輸配電線路的安置環(huán)境實(shí)行全面檢查，構(gòu)建線路故障數(shù)據(jù)庫，并定期對輸配電線路周圍環(huán)境進(jìn)行清理。依據(jù)自然規(guī)律，在樹木成長較為旺盛的春季及樹木容易脫落的秋季，及時對可能影響輸配電的正常進(jìn)行的樹木進(jìn)行清理;對于可能妨礙電力輸送的建筑物或設(shè)施，及時與戶主進(jìn)行溝溝通，明確所存在的安全隱患，并協(xié)商解決辦法。對于在輸配電線路周圍進(jìn)行施工的團(tuán)隊(duì)，要及時制止;對于安置于交通道路旁的桿塔，要設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)示并建立圍欄等。及時與當(dāng)?shù)卣块T進(jìn)行溝通，建立一套完整的建設(shè)體系，并明確各環(huán)節(jié)的目標(biāo)及要求，并結(jié)合實(shí)際情況提出有效的解決方法或預(yù)防措施，減低電力事故發(fā)生的頻率。

結(jié)??語

綜上所述，鐵路電力設(shè)備故障的原因具有多樣性和復(fù)雜性，所牽涉的范圍較廣，要減少甚至是杜絕電力事故是一項(xiàng)龐大的工程，不但需要從實(shí)際操作出發(fā)，建立相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施，同時，也要關(guān)注思想理念層面，樹立事故防范意識，增強(qiáng)故障識別能力。電力的安全運(yùn)行是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)與保障，只有切實(shí)保障電力的正常供應(yīng)，才能為鐵路運(yùn)輸提供源源不斷的動力支持。

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