浅谈铁路10kV配电设备的安装调试关键技术

中国铁建电气化局集团第二工程有限公司 王立志

1 引言

现阶段，我国正在大力开展国家基础设施建设，铁路建设是国民经济和社会发展的命脉，其供配电系统稳定显得极为重要，在运行过程中，其安全性、经济性也需要关注[1]。目前铁路10kV变配电所自动化系统，能够有效满足铁路电力系统的要求，并且具有良好的安全性和经济性[2]。因此，需要对该系统进行深入的研究和推广。

2 准备工作

2.1 熟悉安装调试环境

10kV配电设备在铁路系统安装调试之前，施工管理人员需要提前了解安装调试环境。安装调试环境包括现场环境和技术环境。现场环境相对而言比较好掌握，需要重点关注包括两个方面：一是施工管理人员需要了解当地的自然地理环境和施工现场环境，选择地质构造稳定的地段架设吊装设备，防止因为地质基础不牢固引发吊装设备失稳或者失衡；二是施工管理人员需要规划好施工现场的功能性区域，根据使用功能的不同，将施工现场划分为配电设备安装区、吊装区、设备、备品备件暂存区、人员技术交流区等多种场所，制作施工平面图规定不同区域的使用方法，为创建文明工地并落实绿色、环保、低碳理念打下基础[3]。

技术环境主要围绕配电设备安装技术特点制定，具体来说，包括3 个方面：一是施工管理人员组织各个工种的技术代表进行编制施工组织计划，在计划中拟制各个工序的实施时间节点并规划好相关机械设备的调度使用方案，同时标明施工技术重点关注点；二是做好各种配合机件的预检，包括提前统计设备安装过程中的相关机械构件并预知后运送至施工现场，提前核实设备元件并按照进场要求进行预检，对于关键性的电气设备需要运抵现场或者安装使用前进行多次实测，避免因为运输或者储存改变元件性能而影响使用效果；三是提前制定施工机械调度方案，避免多工序交叉作业时出现施工机械保障不足的乱象[4]。

2.2 检查设备性能质量

根据铁路10kV配电设备的安装计划，在施工准备阶段需要做好关键设备的预检工作。配电设备关键元件预检项目概况如图1所示。

图1 配电设备关键元件预检项目概况

3 安装关键工序

3.1 工序规划

在实施铁路10kV 配电设备安装工序之前，需要提前拟制工序规划方案，避免因为工序安装不合理或者不科学引发施工现场施工混乱。依据铁路10kV 配电设备的安装技术特点，配电设备安装关键工序如图2所示，并按图中的流程进行施工。

图2 配电设备安装关键工序

3.2 安装开关柜

开关柜是各种关键配电设备的放置空间，同时也发挥一定的工作环境保护作用。开关柜在安装过程中，很多时候需要利用吊装机械配合[5]。安装开关柜，重点需要关注以下关键技术点。

一是进行开关柜吊装转移前，除了检查吊耳与吊具的匹配性、吊耳的结构强度之外，需要确定吊装顺序，通常采用第一面开关柜独立吊装和第二面开关柜并行吊装的方案进行，第一面开关柜就位且垂直度、水平度均满足技术要求后，可以将第二面及后续的开关柜并列安装，这样可以提高工作效率。

二是安装开关柜之前，需要对安装基座进行结构强度和几何外形检验，重点分析基座的承力性能、结构韧性，重点关注裂缝、孔洞对整体性能的影响，一旦超过力学性能变化阈值之后要提前采取措施进行补救；需要测量预留孔洞的结构尺寸是否与开关柜相匹配，尤其需要关注基础预埋型钢的安装误差，确保误差测量值在允许偏差范围之内，这样才能够实现开关柜与预留孔洞的匹配。

三是关注柜体之间主母线的连接，确保相邻开关柜之间通过合适的母线进行有效连接成一个整体，并且要做好开关柜与接地网的连接，避免在使用过程中出现漏电事故。

3.3 安装变压器

变压器是连接外电网与铁路电网之间的关键设备，在安装前需要进行技术检查，变压器技术检查项目见表1。

表1 变压器技术检查项目

对变压器进行关键项目技术检查之后，可以按照施工图纸进行安装。一般来说，考虑到热胀冷缩等自然现象带来的形变影响，在安装过程中需要保证安装位置与设计尺寸具有固定的容差，一般控制在±0.03m 左右。如果图纸中没有标注，从竖向上需要对轨道进行定位，横向上的距离需要大于0.80m，与门之间的距离要超过1m，保证屋内吊环的垂线处于变压器的中心位置，为吊芯提供便利。

另外，在变压器安装过程中，还需要考虑两条轨道间的距离与气流流速的匹配性，依据气流流速的限定值设计两轨道之间的距离和变压器的安装标高，减小气流扰动对变压器运行稳定性的影响，同时避免变压器结构外形遭受损坏。

3.4 敷设电缆

电缆是连接不同配电设备的关键，在敷设过程中需要重点关注以下几方面。

首先，统筹规划好电缆布线，同时协调好人力资源，避免在电缆敷设过程中出现现场混乱甚至失控的现象；其次，需要做好电缆长度的复盘，将每一根电缆长度与设计图中进行对应的检查，同时消除单根电缆的中间接头；最后，重点检查电缆的绝缘值、钢轴长度与强度，确保线缆型号与设计指标相一致，同时确保电缆在安装过程中的稳定性，防止因为重量超过支撑件的承力标准而出现失衡事故。另外，在对电缆敷设的过程中，应该留有合理的裕度，在终端头位置预留（2.5±0.2）m左右的长度余量，避免在安装过程中因为长度不够或者多余而出现过度拉伸或者打折的现象。

3.5 连接避雷设备

多数情况下，铁路10kV配电设备都安装在室内，这时避雷措施的落实尤为重要。选择配电设备的高压端安装避雷设备，可以有效提升避雷能力。避雷设备需要与配电设备同步投切，这样可以有效减少时延对避雷能力的限制。避雷设备需要做好接地连接，必要时与配电设备独立接地，这样可以提高接地导流效果。另外，在避雷设备的关键点可以提前进行绝缘阻值测量，控制测量值在稳定裕度之内，这样可以有效延长避雷设备的使用寿命，减少建设成本投入。

3.6 做好一次接线

铁路10kV配电设备安装过程中，很多关键元器件具有较大的质量，因此需要使用结构强度较大的支撑设备。支撑设备需要具有防腐蚀的能力，必要时做好防潮防腐措施。在支撑设备安装过程中，需要控制安装标高，使标高与水平面之间的误差不超过±0.0005m。必要时，可以为支撑设备建立接地连接，防止因为支撑设备上电荷导流不畅影响使用者的人身安全。

在有效安装支撑设备的基础上，需要做好一次接线工作，依靠支撑设备，可以保证电缆终端与配电设备有效连接端之间的水平度，放置因为高差的存在影响使用性能。工作人员在进行一次接线时，需要保证电缆终端不能存在氧化层，为防止因为额外电阻的引入产生多余的功率消耗，避免电力能源的浪费。另外，应该在高低压电缆沟的出入口做好防火工作，使用必要的防火材料进行有效封堵，这样才能够增加配电设备的使用安全性。

4 调试注意事项

4.1 按照标准进行调试

在铁路10kV配电设备的调试过程中，尤其是进行关键设备调试时，需要严格对照技术要求进行调试，确保测量指标均符合技术要求且需要考虑到使用过程中的人身安全。

配电设备关键技术调试标准见表2。

表2 配电设备关键技术调试标准

4.2 提高测试工人技术水平

铁路10kV配电设备调试过程中，很多工序需要人工在现场进行设备安装，为了保证调试结果的可靠性与准确性，需要提高测试工人的技术水平。一方面，需要做好技术交底工作，向参与测试的工人详细讲解技术标准说明，解释清楚技术指标的具体数值和可容许的裕度；另一方面，需要做好现场技术培训工作，必要时可以请相关领域的专家亲临施工现场向技术工人宣讲最新的测量手段，并指导测试工具如何使用。

5 结论

铁路10kV 配电设备的安装调试工作，涉及复杂的工序和技术，需要在现场施工过程中高度重视。本文研究了配电设备安装和调试过程中的关键工序，提出了具有可操作性的技术措施；在后续的施工过程中，可以围绕这些技术措施进行细化，制定操作性更强的规章制度和技术措施，这样能够提高10kV配电设备的安装精度和使用可靠性。