試析鐵路電力設備故障分析及預防

張旭飛

摘??要：筆者結合多年工作經驗，簡要介紹了鐵路電力設備故障的種類，并對故障產生的原因進行了分析，并針對這些故障提出了相應的解決及防范措施，進而為鐵路輸配電的安全性及持續性提供保障。

關鍵詞：鐵路;電力設備;故障;預防

1變配電及線路設備常見故障類型

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備本身故障三類。其中，自然故障導致的故障主要是受雨水、暴風、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境出現路面施工、綠化建設、建設房屋等無意間對輸配電線路造成了破壞，而致使其出現故障;設備本身故障是指設備內部導線斷裂、絕緣子失效及各零件生銹無法正常運轉等造成的故障。未對設備進行定期的檢修與維護、老化的設備或零件不進行及時的更換等也會引起輸配電線路的故障。

1.2變配電設備故障

輸配電線路主要涉及的設備有配電盤、開關箱以及架空和電纜線路等;變配電設備主要有變壓器、電流供給設備、高低壓控制屏及調壓器等。一般情況下，變配電設備的設備故障問題主要有電氣故障、機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、出現不正常的閃爍、保護拒動或誤動等;機械故障主要包括接點晃動、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行過程中變配電設備功能異常、性能失常、數值顯示不準確等。這三類故障均會致使變配電設備運轉失常或是不能正常運轉，進而停止供電。

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，進而導致短路、斷路等問題的產生。由于公路上行駛的車輛或是田野中作業的機械與電線桿或者線路發生碰撞而導致線路整體出現短路、電線桿倒塌等狀況屢屢發生;在大風或風暴天氣，較強的風力會導致較多的物體與線路相交或是相撞，進而導致線路短路等;在污染較為嚴重的地區，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，進而導致線路不能正常進行傳輸的情況也時有發生。

2.2雷擊過電壓引起的閃絡短路故障

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及偏遠農村地區，近四分之一的線路均處于重雷區，但線路配備的防雷設施極為有限，近配備了基礎的避雷器，無法有效預防雷電。這就導致在雷雨天氣較多的夏季，經常會出現避雷器被擊穿，進而導致線路短路，線路的保護系統啟動，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，輕者會導致線路故障，嚴重的會直接發生爆炸。

2.3跌開故障

熔斷器的錯誤使用會導致熔絲熔斷、熔管變形等情況的產生，嚴重的也會產生爆炸，進而致使線路無法正常供電。在本配電所供電范圍內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行時間均超過十年以上，也未進行定期的檢修與維護，設備老化嚴重，經常會出現絕緣失效而導致線路短路的情況。

2.4線路相間短路故障

在強風天氣，會致使線路間的弧垂相交，進而導致線路出現短路;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線。絕緣等級均達到了A級，與國家規定標準相符，所能承受的最高溫度為六十五攝氏度，若運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，當絕緣材料的破壞程度達到一定水平，會導致絕緣擊穿，進而導致繞組內部線圈短路。因此，在運行過程中，要嚴格監控變壓器的溫度和負荷狀況，避免變壓器長時間處于超負荷運行狀態，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生變化，而當變壓器中的絕緣油遇到潮濕空氣，便會吸收潮濕空氣，進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，甚至會產生絕緣擊穿等事故。

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生閃絡。我段使用的變壓器多為315kVA以下的小容量變壓器，不符合國家標準，且安裝配置不合理，所以高低壓套管損壞的問題屢屢發生。

3.4轉換調壓開關的不良

一般情況下，變壓器轉換調壓開關損壞百分之八十的原因都是由于動靜觸頭接觸不良。傳統的轉換調壓開關的設置存在一定的問題，使其不能夠完全閉合接觸，出現此類情況的原因可能是由于分接頭轉換不靈活，或是變壓器的超負荷運行，導致調壓轉換開關的動靜接觸頭間產生電流，進而致使轉換調壓開關損壞。

4配電及線路設備常見故障預防措施

4.1配電及線路設備故障采取的措施

安裝接故障檢測裝置。我段管轄范圍內的配電所輸電線路較多，最多的片區有十條以上，但區域內配電的支線路較少，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，當回路中出現單相接地故障時，該裝置便會自動發出警報，將故障發生的位置及時、準確的反饋給維修人員，大大提高了故障排查計解決的效率，防止問題進一步擴大，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處。在線路進行大范圍的維修、更換時，在各線路的分支或分段處接入一個開關。我段所管轄范圍內的配電線路的安裝較為簡單，變配電所的電源線路均獨立設置，配電出口固定，貫通線路的T接的負載通常都是容量較小的變壓器，所以通常僅需使用穩定性較好、絕緣性能較高的隔離開關即可。與此同時，將故障檢測器安裝于T接處，在產生故障時，不僅可以及時發出警報，而且還能準確定位到故障發生的位置。

4.2配電及線路設備維管采取的措施

4.2.1實行定期檢測檢修制度

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

4.2.2制定并完善故障（事故）應急預案

定期進行事故排查及修復的培訓和操作演練，提高故障排查能力。從故障所導致的后果或影響，能夠準確判斷出故障發生的位置，并迅速找到其源頭。在故障的排查過程中，距離較遠的線路中的接地和電纜產生的故障，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行排查，其中，接地故障通常使用分段遙測絕緣法進行檢測;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建立健全運管檢修制度

建立健全監管維修體系，并制定相應的規章制度及懲戒辦法，加強對技術檔案的管理和編入，并做好維護工作。其次，加強對設備質量的監管，提高對設備的保護意識，使用科學方法對設備的質量進行評估，良好掌握設備的運行情況，避免突發事故的產生。

4.3天氣因素的故障采取的措施

加強對電源線路及貫通線路的維護工作。在風力較強的區域設置線路固定設施;加固雨水頻繁地區的桿塔及拉線基礎;對于張力較大的地區，結合桿塔的實際情況，在恰當的地方設置耐張桿塔。

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

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境實行全面檢查，構建線路故障數據庫，并定期對輸配電線路周圍環境進行清理。依據自然規律，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行的樹木進行清理;對于可能妨礙電力輸送的建筑物或設施，及時與戶主進行溝溝通，明確所存在的安全隱患，并協商解決辦法。對于在輸配電線路周圍進行施工的團隊，要及時制止;對于安置于交通道路旁的桿塔，要設置相應的警示標示并建立圍欄等。及時與當地政府部門進行溝通，建立一套完整的建設體系，并明確各環節的目標及要求，并結合實際情況提出有效的解決方法或預防措施，減低電力事故發生的頻率。

結??語

綜上所述，鐵路電力設備故障的原因具有多樣性和復雜性，所牽涉的范圍較廣，要減少甚至是杜絕電力事故是一項龐大的工程，不但需要從實際操作出發，建立相應的防護設施，同時，也要關注思想理念層面，樹立事故防范意識，增強故障識別能力。電力的安全運行是社會經濟發展的基礎與保障，只有切實保障電力的正常供應，才能為鐵路運輸提供源源不斷的動力支持。

參考文獻

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