鐵路牽引變電所設備故障實時檢修的探索
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摘 要：隨著我國社會經濟發展的需要，科學技術也在快速發展，電氣化鐵路迎來新的春天，同時需要加強對鐵路牽引變電所，主要電氣設備進行保護，尤其是變壓器、斷路器、開關和互感器的安全性能，在整個列車運行過程中，發揮著極其重要的作用。加強對鐵路牽引變電所主要設備的日常檢修管理，做到提前預警式故障分析，利用現代信息技術進行實時檢修，同時通過狀態檢修實時分析牽引變電所的常見設備故障，盡可能消除或縮小設備故障及其安全隱患，提高牽引變電所供電質量，保障列車安全正常運行。
關鍵詞：電氣化鐵路 變電所 設備故障 實時檢修
中圖分類號：U226.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0014-02
在電氣化鐵路牽引供電系統中，由于種種原因，主要電氣設備發生方方面面的故障是在所難免的。為確保列車安全正常運行，必須加強對牽引變電所主要設備的日常檢修工作。及時采取有效措施，優先投入備用回路設備，本著“先送電后修復”的原則，限制事故進一步發展，徹底消除安全隱患，必要時采取越區供電等措施，以最快速度保證對接觸網線路的供電。
1 牽引變電所主要電氣設備故障分析
1.1 變壓器工作原理及故障
變電所普遍應用的是油浸電力變壓器，作為最主要的供電設備，必須加強制度化、常態化的日常檢修工作。它的故障從內、外兩方面進行分析。內部故障主要表現為，變壓器油箱內發生的問題，包括各相繞組之間常常發生短路，繞組的線匝之間有時也發生短路，繞組或引出線的接地故障等。外部故障相對容易發現，主要是變壓器油箱外部的絕緣套管老化或損毀造成的，由于外力強襲導致的引出線上發生的各種故障。大致分為以下幾種：絕緣套管閃絡、破碎、線路接地等故障；導致變壓器故障的原因是多方面的，最主要的是電路故障，其次是磁路故障，另外還有油路故障。作為故障的發生因素，無論哪方面的原因都不能忽視，任何一種極微小的故障都可導致整個變壓器無法正常工作。另外從變壓器的主體結構考慮，其主要故障包括繞組故障、鐵心故障、油質故障和附件故障四種。從普遍的易發現象和工作習慣角度分析，變壓器的設備故障也可這樣劃分為以下三種：絕緣故障、鐵心故障和分接開關故障。
1.2 短路電動力引起繞組變形故障
變壓器受短路沖擊時，如果短路電流小，繼電保護正確動作，繞組變形將是輕微的；如果短路電流大，繼電保護延時動作甚至拒動，變形將會很嚴重，甚至造成繞組損壞。對于輕微的變形，如果不及時檢修，恢復墊塊位置，緊固繞組的壓釘及鐵軛的拉板、拉桿，加強引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應也會使變壓器損壞。因此診斷繞組變形程度、制訂合理的變壓器檢修周期是提高變壓器抗短路能力的一項重要措施。
2 互感器的常見故障與分析
互感器是牽引變電系統運行過程中的主要設備，它的功能是將高壓和大電流，按照一定比例變換成標準低電壓、常用電流。從而有助于實施電力系統相關設備、測量儀表等的標準化和小型化。包括電流互感器和電壓互感器。
2.1 電流互感器
電流互感器主要起到變流作用，同時具有電氣隔離功能。電流互感器也被稱作升壓（降流）變壓器，是牽引變電過程中的中樞神經，起著至關重要的作用。普遍應用于電力系統中，尤其在測量儀表的精確度，需要實施繼電保護的過程中，必須通過電流互感器的功能，幫助相關設備獲取回路電流信息。通過電流互感器的有效應用，能夠按照一定比例，在規定時間迅速將高電流轉換為低電流運行狀態。方便應用的同時，必須要加強電流互感器的保護和檢測工作，通過實施狀態檢修，對于一些常見故障，及時進行處理，加強安全防范措施，將不必要的損失降低為零。
2.2 電壓互感器
電壓互感器主要用于電壓和功率的測量，但它的核心組成部分僅僅是一個帶鐵心的變壓器。有了電壓互感器，工作人員能夠對高壓或超高壓的電力系統進行轉換，按照一定比例將高電壓轉換成100V的低電壓。電壓互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等，特別注意電壓互感器二次側不能短路。為了確保變電系統的安全運行，在使用電壓互感器之前，一定要按照電力運行規程所規定的具體項目，進行嚴格的檢查，做到安全防患于未然。需要注意的是電壓互感器二次繞組時，必須有一點接地，只要這樣，當電壓互感器出現故障時，才能避免儀表和繼電器出現高電壓的危險，才能確保人身安全不受到損害。
3 斷路器常見故障分析
3.1 斷路器原理及分類
斷路器的工作原理，主要是通過自動調節功能，來合理分配電能，從而實現對電源線路、電動機等相關設備的保護。當牽引變電所電力系統發生故障，諸如運行過載、短路或欠壓等故障時，能夠自動切斷電源，確保運行安全。斷路器的最大優點是，發生故障時自動斷電而不需要變更零部件，它不同于熔斷器式開關。斷路器的種類很多，從使用范圍大致劃分為高壓和低壓斷路器兩種，高、低壓界線的劃分，一般以3kV為界點。低壓斷路器也就是人們常說的自動開關，是一種能夠自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的常用電器。
3.2 高壓斷路器故障分析
變電所主要應用的電力控制設備是高壓斷路器，也就是高壓開關，具有高性能的滅弧作用。高壓斷路器對于電力系統的正常運行與否，起著至關重要的作用，它能根據需要迅速切斷和接通線路。如果變電系統發生了故障，高壓斷路器就能夠自動配合繼電保護，準確而及時切斷故障電流，防止事故延發。高壓斷路器的常見故障主要是，絕緣件質量不達標，拉桿隨意拉脫，導致運動部分的操作不到位。通過實施在線檢測，對高壓斷路器及其它電氣設備的運行狀態，進行實時觀察與必要檢修，根據運行原理進行科學嚴謹的分類故障診斷，盡可能提高設備運行的安全可靠性，降低線路維修成本，保障列車安全運行。
4 提高人員素質強化監管工作
加強鐵路牽引變電所的安全監管工作，首先要從人的主觀意識開始，時時處處提高警惕。實施設備故障的狀態檢修，目的是把一切安全隱患排除在事故發生以前。所有先進的技術都需要人來操作，提高相關工作人員素質，做好一切安全防護工作，采取積極有效措施，加強監管工作。當出現危及人身或設備安全的緊急情況，值班人員必須具備過硬技術，能夠果斷處理，必要時采取先處理應急，然后再報告的電力調度制度，確保人身和設備安全。值班人員利用掌握的必要應急知識，結合過去牽引變電所運行中的一些經驗教訓，對牽引變電所運行中較常見的電氣設備故障進行分析研究，尤其要對變壓器、互感器和斷路器這些主要設備的運行原理，進行詳細了解，把故障發生的概率進行認真統計，對于常用的科學快速的處理方法了如指掌，從而降低一切損失，有效遏制事故蔓延。
5 結語
綜合考慮現代化鐵路牽引變電所設備故障，其中最容易發生故障的主要設備是互感器和高壓斷路器。當變電所的高壓斷路器發生故障時，首先應想盡一切辦法，按照調度遠方操作，控制室遠方操作，斷路器當地電動操作，斷路器本體手動儲能手動操作的順序，先保證供電，然后再查找故障，確保盡快送電到接觸網線路。盡可能使設備從傳統的預防性檢修，提高到事前預警式的狀態檢修。
參考文獻
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