铁路10kV电力设备维修策略探讨

摘要：铁路电力系统大多数是中性点不接地系统，主要为沿线车站信号电源及站区生产生活设施供电，为信号电源供电的自闭、贯通电力线路采用两端互为备供的供电模式。针对铁路电力系统供电方式的特点，本文首先了列举常见的故障类型，对故障原因和形成规律进行分析，结合铁路电力设备特点分析电力运行检修管理的现状。以此为依据，提出基于运行状态的铁路电力检修策略，能够有效降低生产成本，提高检修效率，是适合铁路10kV电力系统的检修模式。

关键词：铁路，电力设备，状态修

0 前言

铁路10kV电力系统担负着铁路沿线信号电源一级负荷以及沿线站区的供电任务，在铁路供电系统中具有重要的作用。近年来，随着铁路体制改革和修程修制改革，部分供电单位电力和接触网合并管理，受人员数量和停电时间的制约，在检修、运行及人员管理中以接触网为主，电力专业管理逐渐呈弱化趋势，电力设备检修质量和运行质量不高，故障率居高。因此，如何制定更科学的设备检修制度，实施更高效的检修管理方法，对提高铁路电力设备运行质量和供电可靠性，降低故障率，具有重要的意义。

1 铁路电力供电模式

铁路电力系统由电源线路、配电所、馈出线路组成。区域中心配电所由多条馈出线，呈放射形供电模式，或不同馈线组成环形供电模式，供给站区各个生产单位。铁路沿线信号主备电源由自闭和贯通电力线路供电，自闭、贯通电力线路一般采用两端互为备供的供电模式。相邻两个配电所一个配电所主供，另一个配电所备供，当主供的配电所开关跳闸时，备供的配电所开关可以自动投入。两端互供的电力系统如图1所示。

2 电力设备故障原因及规律

2.1 常见铁路电力设备故障类型

常见铁路电力故障有短路、断线、接地等类型。

发生短路故障时短路相电流突变升高，电压降低，配电所断路器跳闸。短路故障一般由于混线、搭接异物、电缆击穿等原因造成。

单相接地故障时系统中的电力电缆、避雷器等设备承受的相电压升高，长时间继续运行会造成对地绝缘击穿，从而扩大故障影响范围。

电力线路一相断线故障大多数发生为弓子线脱开、渡线断开、电缆接线鼻子折断或一相烧断等，二相或三相同时断线多数是由于导线被车辆刮碰或倒杆等原因。发生断线故障时，如果导线没有接地，主供的配电所一般监测不到，备供的配电所从末端电压的变化可以判断线路发生断线故障。断线故障的后果是断线点之后的电力变压器一次侧缺相，造成变压器异音、温升，负荷侧电压不正常影响用电负荷正常工作。

2.2 电力设备故障的原因

2.2.1 环境因素影响

铁路区间电力线路供电臂和，路径复杂，沿线情况多样，有的要经过山区，有的要经过林区，有的经过农田。部分区段受环境限制，采用了较多的电缆。这些都是导致电力故障的因素。春夏交替时节，鸟类经常在耐张杆、隔开杆上搭建鸟窝，经常也会造成电力线路接地或短路故障，严重时烧损设备。

2.2.2 气候因素影响

大风天气由于异物原因易造成单相接地故障，雷雨天气可能发生短路故障造成开关跳闸。途经农田或垃圾场的线路，春季大风天气多，电力线路受轻飘物影响较严重，需要出动较多人力反复处理。

2.2.3负荷原因影响

电力负荷大小受季节性影响较大，特别是一些站区、生活区和带有锅炉等负荷的电力线路，冬季负荷可能成倍增加，导致发生过电流跳闸。有的区段电力负荷增加变压器增容后，没有及时根据实际情况调整配电所的电流保护定值，在大负荷时导致过电流跳闸。

2.2.4检修原因影响

电力线路检修不到位，多发生电缆引线鼻子折断、弓子线脱开、绝缘子绑扎线脱开等，导致电力线路发生断线或接地故障，影响正常供电。低压设备检修不到位时，多发生因电气连接部位虚接氧化在大电流时发生烧损故障。

2.2.5设备本身原因

随着运行年限增加，部分设备绝缘状态会逐渐下降，电力电缆、避雷器、互感器、变压器等设备都可能因绝缘下降发生绝缘击穿故障。在电力设备故障中，电力电缆由于绝缘工艺、运行环境、电缆接头等因素影响较多，故障占比较大，尤其春融季节，多发电缆故障。电力线路单相接地状态下运行时间较长时，绝缘状态相对薄弱的避雷器、电压互感器、电缆等都可能引发绝缘击穿故障。

3 铁路电力运行检修现状

3.1 电力运行管理现状

近年来，随着铁路供电系统修程修制改革，单独的电力工、电力工区逐渐被拆并，电力专业合并到接触网专业进行外线融合管理。由于设备性质和重要性的认识程度不同，往往在运行管理和维修管理中更偏重于接触网专业，造成电力专业管理弱化，电力设备检修也呈弱化趋势。

3.2 电力设备检修现状

传统铁路电力线路采用周期性检修模式。每年末制定第二年度检修计划，按照年度检修计划制定详细的月度检修计划，根据计划安排周期检修。以时间为周期进行全面检修。采取电力、接触网设备统一管理模时，日常天窗作业和巡检测往往以接触网检修为主，组织电力设备集中检修整治较为有限，电力设备难以得到全面精细化检修。

4 电力检修策略探讨

4.1 电气设备故障规律分析

新设备投运后经过一段时间的磨合期，运行逐渐稳定，一段时期内故障率较低。设备运行一定年限后逐渐呈现部件老化等现象，故障率会有所增加，如图2曲线所示，该曲线叫作电气设备故障和缺陷浴盆曲线。

如图3所示，设备运行达到一定年限后，部分功能会因老化等原因出现退化，运行到P点后能够检测到缺陷或潜在故障，到达F点时功能失效，会发生故障。根据图3曲线原因，设备维修应该重点安排在P-F间隔内，避免功能失效出现故障或引发事故。

4.2基于运行状态的检修策略

根据P-F曲线原理，采取基于运行状态的检修方式，是科学的检修策略。正常情况下只进行设备状态监测，运行期进入P-F间隔期后，进行具有针对性的状态检修。通过在线监测手段可以准确掌握设备发生实质性故障之前的P-F间隔时间段，及时安排恢复性检修。实施状态检修在降低设备故障率的同时，减少了综合检修费用，社会效益和经济效益显著。

4.3基于寿命的检修策略

基于寿命的检修策略在设备预期寿命期内不安排检修。在设备材料和制造工艺越来越高的前提下，很多設备都已经具备免维护或微维护的水平。基于寿命的检修需要结合相应的在线监测技术，以保证准确掌握设备状态。设备满寿命期后，如果不能及时进行更换，必须加强运行监测和检修维护。

5 结束语

为保证铁路信号电源一级负荷及铁路站区生产生活设施的可靠供电，加强电力设备管理，制定科学高效的检修策略是非常必要的。实践证明，采取状态修的方式科学可行，相比定期检修大大降低了检修成本，有效地减少了电力线路因检修的停电时间，检修效率高，经济效益好。

参考文献

[1]许婧，王晶，高峰，束洪春.电力设备状态检修技术研究综述[J].电网技术，2000，24（8）.

[2]毕玉兴，《电力设备运行与维护》，中国铁道出版社，1995年，北京

作者简介：李兴荣，女，1971年3月，山西省大同市人，工程师，研究方向：铁道供电。