馬會亮

（中鐵電氣化鐵路運營管理有限公司，北京 100068）

1 鐵路牽引變電設備的相關簡介

牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要組成部分，向電力機車供給牽引電能，其主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分組成。牽引變電所把高壓輸電線送來電能通過降壓與變流之后傳輸?shù)浇佑|網(wǎng)，由接觸網(wǎng)向電力機車提供電能。牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)的心臟，接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的動脈，二者的穩(wěn)定性直接影響電氣化鐵路的運行安全。由于單個牽引變電所容量有限，因此在鐵路沿線每隔一定距離設置一個牽引變電所，保證電能輸送充裕。另外，當某個變電所出現(xiàn)故障無法運行時，可以由相鄰變電所越區(qū)供電，提高了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前京滬線各牽引變電所之間的距離一般為40～50 km。

由于牽引變電設備在鐵路供電系統(tǒng)的核心地位，牽引變電設備穩(wěn)定性出現(xiàn)問題，就會直接對鐵路運行安全產(chǎn)生影響，并有可能帶來極其嚴重的后果。為了保障鐵路運行安全，就必須提高鐵路牽引變電設備的安全性與穩(wěn)定性，加強運營維護工作。

2 影響鐵路牽引變電設備安全的因素

由于鐵路牽引變電設備的復雜性，在運行的過程中很多因素都會影響設備安全。在運營過程中，要想有效提高鐵路牽引變電設備的安全性與穩(wěn)定性，就必須弄清楚影響因素，明確主要因素，采取積極有效的預防措施?？傮w來說，影響鐵路設備安全的因素可以分為設備因素、自然因素和人為因素三大類。

（1）設備因素。設備因素指鐵路牽引變電設備自身存在的問題，包含設備自身缺陷和由于技術原因帶來的設備使用局限性。例如變壓器繞組工藝較差，運營過程中發(fā)生接頭開裂、線圈匝間短路等問題。由于技術的局限性，電流互感器絕緣子使用一定年限后會發(fā)生絕緣老化、放電閃絡等問題。

（2）自然因素。自然因素影響主要指由于氣候條件、自然災害、環(huán)境位置等自然條件對鐵路牽引變電設備運行帶來的不良影響。如露天環(huán)境中高溫、高濕環(huán)境造成變電設備溫度過高；多塵、高污染環(huán)境造成絕緣子臟污，引起絕緣不足，發(fā)生放電和閃絡等故障；雷電造成設備過電壓，擊穿絕緣子，引起牽引變電設備跳閘等。

（3）人為因素。人為因素就是指工作人員自身不規(guī)范的行為導致牽引變電設備的安全性與穩(wěn)定性降低。如設備安裝人員未按安裝工藝要求操作，遺留設備隱患；檢修人員超周期進行設備試驗及維護，不按檢修工藝要求檢修，造成設備損傷等；值守人員敏感性不高，對牽引變電設備小問題重視不足，未及時處理，導致問題逐漸擴大，引起設備故障等。

對于氣候條件、自然災害、環(huán)境位置等自然因素，人們無法控制和消除；設備因素因技術局限性短時間無法徹底解決，只能采取一些措施去降低這些因素的不利影響；人為因素的影響是完全可以控制與避免的，是運營過程中影響鐵路牽引變電設備安全的主要因素。牽引變電設備的相關工作人員要定期做好設備的運營維護工作，排查牽引變電設備在運行過程中的隱患，及時處理設備故障，不斷提高鐵路牽引變電設備的安全性與穩(wěn)定性。

3 鐵路牽引變電設備運行中的常見問題

3.1 設備發(fā)熱問題

設備發(fā)熱是牽引變電設備中的常見問題之一。由于牽引負荷較大，流過一次設備的電流較大，如京滬線部分變電所饋線側電流達到1200 A 以上大電流，由于設備接續(xù)點老化腐蝕、接觸面積不足、螺栓緊固不牢等原因會造成設備局部發(fā)熱，嚴重時可能會熔斷接續(xù)部位，引起嚴重事故。牽引變電所一次設備與設備之間多采用線夾進行連接，由2 顆或4 顆螺栓進行緊固，螺栓型T 形線夾雖然結構簡單、維護方便，能起到很好的連接作用，但同時也存在著很大的弊端，如由于電腐蝕、人工緊固螺栓力矩偏差，很有可能就會導致接續(xù)點壓力不夠，接觸面積不足，導電性變差，引起設備線夾發(fā)熱。二次設備及保護裝置集成度較高，無法拆卸清理，長時間運行會導致風扇集塵，引起設備散熱不良、造成死機等。

3.2 設備絕緣問題

由于電氣設備長期處于高電壓和強電場作用下，一旦絕緣問題出現(xiàn)隱患，不僅影響正常的鐵路供電，更易引發(fā)重大事故。電氣設備的絕緣失效主要是因為絕緣部件的老化和絕緣部件臟污。變電設備普遍處于露天環(huán)境，在運行一定年限后，絕緣部件會因為太陽照射、高溫及嚴寒等惡劣環(huán)境而老化，絕緣性能下降，導致局部放電現(xiàn)象的發(fā)生，進而可能造成絕緣短路故障。同時，因為靜電作用、設備的表面會附著粉塵、小顆粒等，一旦遇到陰雨、霧霾等天氣，這些附著物很容易吸收空氣中的水分子導致導電性增強，造成絕緣不足、污閃等故障接踵而來。

3.3 故障判斷問題

牽引變電設備日常運行過程當中，保護裝置對設備安全起到了至關重要的作用，出現(xiàn)故障問題一般以文字和音響告警信息來通知相關工作人員，但文字告警信息多而繁雜，提取有效信息做出判斷需要足夠的專業(yè)知識、經(jīng)驗和時間，不能在第一時間內快速開展應急處置，導致故障的范圍擴大，對搶修工作帶來一定影響，最終對鐵路牽引變電設備造成極大的傷害。

4 鐵路牽引變電設備運行安全應對措施

4.1 加大新材料、新技術的使用

新材料、新技術的投入使用為鐵路變電設備安全性與穩(wěn)定性提供強有力的保證。如研發(fā)新工藝壓接線夾代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺栓型T 形線夾，確保接續(xù)部位連接緊密，避免因振動、熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生松動或接觸不良的現(xiàn)象；將傳統(tǒng)的陶瓷型絕緣子更換為復合材料絕緣子，提升牽引變電設備的絕緣性能，提高設備的穩(wěn)定性；對既有設備噴涂防污閃專用涂料，延長設備使用壽命和維護周期，確保鐵路牽引變電設備的穩(wěn)定性，減少后期的維護工作量。隨著技術的不斷進步，新的試驗檢測方法和設備不斷出現(xiàn)，向著智能化、信息化、快速化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，為牽引變電設備的試驗檢測與維護提供了新的手段。

4.2 提高運營維護人員能力

設備因素和自然因素無法有效解決，而人為因素由人的主觀能動性決定，可以有效控制。在鐵路后期的運營過程中，牽引變電設備運營維護人員的能力對設備安全起到?jīng)Q定性的作用。

一是增強運營維護人員的責任意識，運營維護人員對設備安全穩(wěn)定運行負有直接責任，運營維護人員認真履行崗位職責，嚴守安全生產(chǎn)紅線，切實擔負起保安全保暢通的使命與擔當。

二是提高運營維護人員業(yè)務素質。牽引變電設備技術含量越來越高，對運營維護人員的業(yè)務素質提出了新的要求，應不斷通過培訓教育、技術練兵、經(jīng)驗交流等形式，提高運營維護人員的業(yè)務素質。

4.3 制定標準化的管理制度

為保證牽引變電設備安全穩(wěn)定，應確保運營維護過程中試驗及檢修質量。

一是明確試驗檢測方法和檢修技術標準。在實際運行過程中，各牽引變電設備維護單位的試驗檢測方法存在差異，新舊試驗方法并存，誤差范圍較大，不利于上級單位對設備總體狀況的把控。同時國家標準在不斷更新，鐵路專業(yè)標準應與國家標準相應及時更新，以確保設備試驗及檢修標準不過時、不滯后，為試驗和檢修工作提供準確尺度。

二是合理確定設備檢修周期。目前《牽引變電所運行檢修規(guī)程》中對設備的檢修周期有范圍規(guī)定，如變壓器繞組直流電阻和真空斷路器絕緣電阻的試驗周期均為1～3 年。各牽引變電設備維護單位應根據(jù)設備運行狀況，更加科學、細致制定試驗及檢修周期，避免超周期設備和失修設備存在。

三是規(guī)范檢修作業(yè)流程。將試驗檢修的標準、方法、步驟、人員等要素進行規(guī)范，制定標準化的作業(yè)流程，減小人為因素帶來的偏差，確保檢修質量。

四是科學配置運營維護人員。根據(jù)設備數(shù)量、作業(yè)內容、作業(yè)范圍，科學配置運營維護人員，確保人員素質和數(shù)量滿足日常維護要求，避免人員疲勞作業(yè)導致人身和設備安全問題。

五是積極進行信息化建設。利用信息化的手段對牽引變電設備進行全面管理，充分利用云技術、大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，將牽引變電設備狀況錄入云端系統(tǒng)，開展大數(shù)據(jù)分析，判定設備變化趨勢，確定檢修工作重點，有針對性地開展預防工作。

4.4 提高故障處置效率

牽引變電設備故障處置要遵循“先送電后修復”的要求，優(yōu)先投入備用回路、設備，必要時采取越區(qū)供電、迂回供電等措施，以最快的速度保障先行供電，盡量縮短停電時間。積極引入智能化系統(tǒng)，故障發(fā)生時能準確、快速、有效地切除故障設備，避免故障范圍進一步擴大。同時將故障數(shù)據(jù)進行自動化處理和上報，避免因故障數(shù)據(jù)繁雜帶來的判讀困難，為搶修工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，贏得搶修時間。

5 小結與展望

牽引變電設備是電氣化鐵路重要的組成部分，其穩(wěn)定與否直接關系到電氣化鐵路運行安全。在運營維護中，要加強新材料、新技術的應用，提高人員素質，規(guī)范管理制度，不斷提升鐵路牽引變電設備的安全性與穩(wěn)定性，為鐵路的運行安全提供保障。