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1、10/2004 CHINESE RAILWAYS中 国 铁 路61经营与管理0 引言铁路干线的行车信号电源及沿线车站的用电，一般由 1 0 k V 铁路电力贯通线供电。其供电线路沿铁路线架设，中间有若干座 1 0 k V 配电所提供电源，两相邻配电所一般相距4 0 6 0k m，由一所主供，另一所备供，形成1 0 k V 电力线路“手拉手”供电方式，以保证铁路行车等一级负荷的不间断供电。由于相邻两配电所间的供电臂较长，特别在湘西山区或公路难以到位的地段，查找和处理电力线路故障需要很长时间，查找过程中铁路信号将中断使用。因此，铁路信号供电的中断，轻则打乱运输秩序，重则会酿成重大人身伤亡事故和高额
2、经济损失，直接影响铁路运输安全。随着铁路跨越式发展的不断深入，为适应提速增效的形势，铁路运输车流密度逐步增大，对铁路信号供电的要求也越来越高。为此，根据实践经验和故障发生的情况，对铁路 1 0 k V电力贯通线路运行故障情况进行了分析，并研究制定了相应的改进措施，在电力贯通线路设备检修中予以实施，取得了较好的效果。1 铁路1 0 k V 电力贯通线路的故障特点及现象（1）怀化铁路总公司水电段地处湘西部山区，湘黔与枝柳铁路的 1 0k V 电力贯通线长达 1 6 0 0 多亘 k m，穿越多个重雷区，且雷雨季节较长，雷击线路造成的跳闸事故在总事故中占4 0%左右，居 1 0 k V 电力贯通线故
3、障的第一位，经常击穿瓷瓶，烧损电线路上的变压器等供用电设备。（2）湘黔、枝柳铁路 1 0 k V 电力贯通线的路径上，砍青任务十分繁重，农民砍树倒上电线路的情况时常发生。同时所经地段有多处国家长江流域防护林区及联合国环境组织投资的生态林区及农业果林区、作物林区等，当地政府和村民根本不允许砍青，树枝侵入电线路限界问题十分严重。（3）1 0 k V 电力贯通线所经地段，有多处水泥厂、石灰厂及煤炭专用线等，粉尘污染（杂质）现象十分严重，易引发电线路设备闪络、放弧，导致配电所的断路器故障跳闸。（4）当地城镇、乡村居民新建房屋，导致 1 0 k V 电力贯通线导线对建筑物安全距离不够，易引发人身和电线路
4、设备安全故障，并引起与沿线居民的民事纠纷，对电线路运行存在安全隐患。（5）随着经济的发展，新建高速或高等级公路、1 0 k V 及以上等级电线路与 1 0 k V 电力贯通线形成交叉跨越的情况较多，同时还存在跨越多处铁路、通航河流及人口密集区等。电线路断线会引起跳闸或因为被跨越处的不确定因素造成导线对线下物体放电，引发电线路设备故障或人身安全事故。（6）怀化铁路总公司水电段管内的 1 0 k V 电力贯通线路所经地区大多为山区，在当地生态环境被破坏严重的情况下，山体塌方、洪涝灾害较为严重。（7）风偏跳闸也是湘西铁路 1 0k V 电力贯通线的主要故障之一。主要是导线、跳线或引下线，在大风作用下
5、摇摆角过大，致使导线之间或导线对拉线放电。(8）其他运营维护工作中存在的问题，如导线断股和锈蚀，金具的缺陷，电杆（含拉线）基础的松动，拉线（棒）锈蚀、丢失、螺栓螺母松动、脱落等，也会引起倒杆等恶性事故。2 原因分析及改进措施2.1 雷击故障分析在原设计中，对电力贯通线路防雷保护考虑较小，仅对电线路中变压器、户外负荷开关进行了防雷设计，并且一般用阀式避雷器。由于所经地区大多为山区，特别是重雷区段，在雷雨季节经常遭受雷击，导致避雷器和瓷瓶炸裂，甚至烧损变压器、户外摘 要：针对湘西铁路1 0 k V 电力贯通线路运行故障的特点，对其运行故障原因进行了调查和分析，并总结出相应的解决办法及对策。关键词：
6、电气化铁道；电力线路；故障分析；对策湘西铁路 1 0 k V电力贯通线路运行故障分析及对策冯湘波：华东交通大学电气与电子工程学院，硕士研究生，江西 南昌，3 3 0 0 1 3中 国 铁 路10/2004 CHINESE RAILWAYS62经营与管理湘西铁路1 0 k V 电力贯通线路运行故障分析及对策 冯湘波负荷开关及用电设备等。同时，避雷器炸裂后，引下线极易掉在避雷器支架横担上，引起接地短路故障。因此，要采取以下改进措施。（1）提高电线路本身的抗雷水平。在山区和雷电活动频繁地段的1 0k V 电力线路，悬式绝缘子由2 片增至3 片，针式绝缘子由P-1 5 T 更换成P-2 0 T。利用降
7、阻剂或加盐降低山区土壤电阻率，同时增加接地极来降低接地电阻。（2）选用线路保护避雷器保护1 0k V 电力线路，每隔6 8 k m 选择一高处装设线路保护避雷器，对于电线路上的变压器、负荷开关、电缆头等选择氧化锌避雷器进行保护。（3）在避雷器支架横担上安装引下线支柱绝缘子，即使避雷器炸裂，引下线也不会掉落在横担上造成接地短路故障。（4）上述各种避免雷击跳闸的防雷措施意味着较大的投入。“疏导”型防雷思路则是在电网结构合理、1 0k V配电所使用性能优良的断路器和普遍使用重合闸的前提下，允许一定的雷击跳闸率，确保雷击跳闸为瞬时故障，从而保障电网安全稳定运行。2.2 树枝侵限及安全距离不够树枝侵限主
8、要是因电线路走廊内树木超高，导线对树木放电所致。特别在雷雨天气或刮风情况下，树枝侵限易引起 1 0 k V配电所断路器故障跳闸。严重时树干倒上电线路，导致断线故障。要采取以下改进措施予以解决。（1）加强对电线路走廊内树木的砍青。要求树枝距电线路（边相）的水平距离达3 m 以上，垂直距离达2 m以上。并依据有关法律条例向沿线居民做宣传工作，取得当地各级政府、公安部门、沿线单位和居民的支持。加强巡查力度，确保电线路运行安全。（2）在长江流域防护林区及联合国环境组织投资的生态林区及农业果林区、作物林区等区段将裸导线更换为绝缘导线。更换绝缘导线后要求弛度适中，档距控制在 8 0 m 以内。并积极组织研
9、究制定电力绝缘导线的安装技术及工艺标准。2.3 沿线粉尘污染问题由于周边环境和自然环境恶化，如怀化铁路总公司水电段管内的金滩西河 1 0 k V 电力贯通线，途经湖南省西河水泥厂，水泥粉尘污染十分严重。雨雪天气时经常有放弧、跳闸现象发生。要解决这种问题，应将瓷瓶改为防污绝缘子，如硅胶合成绝缘子，同时加强保养与巡视，强化防污意识，严格执行防污措施。此外，为了提高电线路的整体防污水平，对于因历史原因造成的配置过于薄弱的绝缘子可根据实际情况，有计划地进行改造。2.4 导线对建筑物安全距离不够问题1 0 k V 电力贯通线所经地段乡村城镇较多，当地居民安全意识较为淡薄。在电力线路附近修建违章建筑物，造
10、成建筑物侵限现象较多。同时存在安全隐患和施工放炮、施工机械碰线等电线路故障，以及人为偷盗变压器、电抗器、导线、金具、拉线（棒）等现象。要解决上述问题，应采取以下改进措施。（2）在部分特殊区段，可以考虑将裸导线更换为绝缘导线，以保证人身与电线路设备的安全。2.5 交叉跨越的改造问题近年来，一些新建设施，如高等级公路，其他电线路等与已运行的1 0k V 电力贯通线路形成交叉跨越，导致部分新形成的交叉跨越不满足有关规程要求。被跨越的电线路，当跨越线路断线时，会引起故障跳闸。为确保安全，对于经过重要场所的交叉跨越杆,跨越电力架空线路、铁路、高速或高等级公路、通航河流及人口密集区等，将针式绝缘子增大一个
11、等级、悬式绝缘子增加一片，并设专门保护接地装置。条件允许的处所，将架空电力线路改为电力电缆敷设。如湘黔铁路 1 0 k V 自闭电力贯通线在跨越电气化铁路时，有多处地方把电力架空线路改成电力电缆敷设，彻底消除跨越的安全隐患。2.6 电力贯通线路所经地质和自然灾害严重地区湘西铁路 1 0 k V 电力贯通线所经路径大多为山区，山体塌方、洪涝灾害较为严重。由于该线设计施工大都是在 2 0 世纪 8 0 年代初期完成。设计施工标准相对较低。由于目前电力贯通线所经路径的地区生态环境被破坏也较为严重，植被覆盖率下降，水土流失严重。针对这一问题要采取以下（1）导线对房屋安全距离，要依据电力法、电力设施保护
12、条例等有关法律条例向沿线居民做好宣传工作，取得当地各级政府、公安部门、沿线单位和居民的支持，加强宣传（包括安装、悬挂警示牌）、巡查和打击力度，确保电线路安全。10/2004 CHINESE RAILWAYS中 国 铁 路63经营与管理改进措施。（1）对山体滑坡、洪涝灾害频繁发生地段，特别是位于河道边的1 0 k V架空电力线路，可以根据地形条件，提高设计施工标准，将电线路路径选择远离洪水侵蚀的地段或选择将电线路改沿铁路进行电力电缆敷设等。（2）保护好铁路沿线及电线路所经地区的生态环境，加强环境保护的宣传工作，避免水土流失。2.7 风偏跳闸问题由于实际风速超过设计风速和施工存在的问题，造成风偏跳
13、闸。因此，要提高设计施工标准，加强线路巡查、检修工作，同时可根据具体情况进行防风偏改造。3 其他运行维护工作（1）导线和接地引下线因运行时间较长出现老化现象，包括导线断股和锈蚀，接地引下线的丢失等，其中接头（焊接点）易成为导线、接地引下线的薄弱点，其承受机械及高温破坏的能力相对较差，应适当加强检查。部分地区因高速公路或高等级公路施工放炮炸伤导线的现象也较突出，对上述缺陷应及时补修，严重的予以更换；接地引下线丢失的应及时补装，锈蚀严重的应更换。（2）金具安装及运行中存在的问题，包括磨损、锈蚀、出现裂纹。如螺栓脱落、断裂，并钩、铜铝过渡线夹断裂等。对电线路上的隔离开关、杆上负荷开关、变压器上的铜铅
14、过渡设备线夹采用 0 角全铜设备线夹替换，固定螺栓采用不锈钢螺栓代替铜螺栓，对防止铜铅过渡设备线夹断裂取得了较好的效果。同时改进电线路上金具材料的安装工艺等。造成缺陷的原因包括设计、施工、产品质量、特殊运行环境等方面，应尽可能从根本上加以解决。（3）杆基（含拉线）的维护工作主要是对杆基进行加固，修建基础护坡（墙），对老旧混凝土杆进行更换或加固。对拉线紧固和补装螺栓螺母、对拉线基础进行维护，对经常发生人为偷盗的处所换装防盗螺栓螺母或改绝缘杆拉线。（4）备品备件的预备和妥善保管对于处理紧急事故具有重要意义。要根据具体情况，切实做好备品备件工作，尽可能有备无患。（5）积极推广运用“新技术、新工艺、新
15、设备、新产品”，加强铁路电力贯通线路工作与科研的结合力度。怀化铁路总公司水电段管内的 1 0 k V电力贯通线路延绵数百上千公里，跨越高山、大河等各种复杂地形区和气候区，其开放式状态使各种外部因素均能够影响其安全运行。因此，在一定意义上提高电力线路的运行维护水平，改变电线路工作“傻大黑粗”的形象，科技的应用是必不可少的。如将G P S 电力线路巡检系统与管理相结合，可有效提高线路巡视到位率及巡视质量，加强巡视与检修环节的衔接；将跌落保险由原 R W 7型改 R W 1 1型，以降低跌落保险掉相故障率，并采用绝缘导线、防污绝缘子，0 角全铜设备线夹等。此外，探索输电线路状态检修。今后，还应继续加
16、强输电线路运行维护与科研的结合力度，并关注国内外的有关动向，积极采用先进可靠的技术和标准，使 1 0 k V电力贯通线管理工作再上一个新台阶。参考文献1 田瑞怀.铁路工程设计技术手册电 力.北京：中国铁道出版社，1 9 9 12 中华人民共和国铁道部.铁路电力管理 规则.北京：中国铁道出版社，2 0 0 0责任编辑 陈晓云收稿日期 2 0 0 4-0 6-0 8（上接第 2 3 页）独立组织生产和及时消灭设备病害的能力大大增强，对一些疑难病害能够集中歼灭。2 0 0 3 年以来，管内线路优良率始终保持在 9 5%以上，合格率达到 1 0 0%。2 0 0 4 年上半年全局轨道车动态检查全线消灭
17、了三级超限处所和失格公里。（2）现场作业有效控制。实行“修养分开”后，线路综合维修和保养全部纳入“天窗”，“施工不行车，行车不施工”在制度上得到保证，从根本上消除了人身、行车安全隐患。近年来，分局消灭了因施工发生的各类人身、行车事故，工务系统安全形势持续稳定。（3）职工业务素质不断增强。实行“修养分开”后，机械化程度逐步提高，新设备、新技术不断得到运用，对职工业务水平提出了更高要求，职工危机感、紧迫感增强，自觉学业务的积极性普遍提高。（4）维修成本得到合理使用。实行“修养分开”后，消除了以往因设备状态不良突击补工、整修的弊端，线路维修步入良性循环轨道，使有限的资金能够有计划地合理集中使用，为控制维修成本提供了有利条件。（5）劳动生产率明显提高。实施“修养分开”后，随着养路机械化程度的不断提高，生产计划性得到加强，提高了工时利用率，降低了劳动强度，最大限度地调动了职工的生产积极性，提高了劳动生产率。责任编辑 周 洲收稿日期 2 0 0 4-0 7-1 2湘西铁路1 0 k V 电力贯通线路运行故障分析及对策 冯湘波