提高铁路客运专线牵引供电系统可靠性的探讨

提高铁路客运专线牵引供电系统可靠性的探讨

张遐飞

四方庞巴迪铁路运输设备有限公司 山东青岛 266000

摘要：铁路客运专线，是重要的路上交通线路，对于城际交通网络来说，具有重要的意义。铁路客运专线的牵引供电系统，关系着客运专线运行的电能供应，影响着专线的营运情况，同时关系着铁路客运专线的运行安全。从总体的铁路客运专线设计、施工到运营、管理等各个环节方面来看，铁路客运专线需要在牵引供电系统方面，进一步的加强故障情况的分析和排除，采用灵活多变的供电系统维护措施，进一步的提升牵引供电系统的可靠性。本文据此提出相应的预防故障、提升可靠性的措施，为提高铁路客运专线的安全性，提出相应的建议。

关键词：铁路客运；供电系统；牵引供电

前言：铁路客运专线作为重要的交通设施，其牵引供电系统十分重要。从牵引变电所、馈电线、接触网、回流线等各个组成部分来看，能够影响铁路客运专线的电力供应和能源供给。不仅如此，牵引供电系统的故障发生率较高，容易受到各种外界因素和内部因素的影响。一旦影响扩大，造成牵引供电系统的故障，就会进一步的导致故障的发展，对铁路客运专线的运行造成影响，有可能危害乘客和驾驶人员的安全。因此，提升铁路客运专线牵引供电系统的可靠性，是十分重要的，同时也是必不可少的。

1. 牵引供电系统构成

牵引供电系统对于铁路客运专线来说，是外部电力系统的连接部分，是能够实现电力动力供给的重要电力和器械装置构成。不仅连接了外部电网和客车，同时是能源动力供给的不可或缺部分。牵引供电系统，可以从构成方面，划分为两个主要部分，分别是牵引变电所和接触网。变电所，是主要的电源转换部分，能够见电网供应的高压电能，转换为客运车辆需要的电能，并输送到接触网。接触网涵盖了除变电所以外的供电系统部分，馈电线、回流线等线网，以及变电器、断路器等接触网元件。接触网是有效的电力连接部分，通过接触悬挂、支持、定位、支柱和基础等多种机械装置的构成，连接了变电所和客车，确保电力的供应和运行。

2. 铁路客运专线牵引供电系统的故障分析

1. 高压电缆故障

高压电缆故障主要是出现于牵引变电所内的高压线缆。牵引变电所高压室内的线路，均为高压电缆。高压电缆受到自身材质的影响，如电缆头的制造质量问题等，容易出现故障。同时，如果在电缆的安装敷设过程中操作不规范或者出现电缆护套不良等情况，就会导致高压电缆故障的频繁发生。影响铁路客运专线的运行安全。

2. 雷击故障分析

铁路客运专线，在部分区间是桥梁架设的，这种架设方式，使牵引供电系统的接触网，处于较高的位置，同时接地情况无法有效的保证。这种情况下，避雷措施如果设置不足，或出现部分不合理的地方，就会在经过空旷地带，无引雷设施的情况下，导致接触网受到雷击。

3电气绝缘故障分析

电气绝缘是牵引供电系统中，针对不同供电方式实现的接触网绝缘间隙或净空等绝缘措施。对于铁路客运专线来说，牵引供电网络十分复杂，存在承力索、接触线、正馈线、保护线、设备引线等多种电力导线。在导线各个部分，为提升其绝缘效果，一般采用绝缘间隙的方式进行绝缘。同时，导线之间的空气绝缘间隙以及导线跨越净空的要求都比较高。尤其是在跨越建筑物、隧道等部分时，都有固定的跨越净空要求。如果绝缘间隙或跨越净空的设置不合理、空间不足，或者电气人员的绝缘措施处理不当，就会导致绝缘效果大打折扣。同时，电气绝缘间隙，容易受到异物污染。为了保证绝缘效果，需要对绝缘部件以及防护范围内进行及时的清扫，要避免部分外界影响造成电气绝缘防护措施的失效。绝缘效果降低以及电气绝缘失效的情况，都会引发供电的故障。

三、提高铁路客运专线牵引供电系统可靠性的措施

1.减少高压故障措施

减少高压故障的措施，首先要进一步的确保高压电缆材料的质量，使用交流、单芯、铜导体、非磁性金属铠装保护层的绝缘电缆，作为高压电缆。其次，对于电缆入场要进行严格的核对，要检查电缆型号、外观，以及对电缆进行耐压泄漏以及绝缘的试验，不合格电缆不予使用。另外，在电缆安装的过程中，要严格的按照国家安装标准，采用相应的敷设方式。在电缆路径上下左右的安装，均需要满足电缆的半径要求。同时施工时不能够损伤电缆。最后，还要设置电缆温度的在线监测装置。对于高压电缆，要实现电缆本身及电缆头的温度监测，当出现温度异常变化时，要确保及时的发出警告，帮助工作人员快速处理反应，完成有效的电缆维修处置，预防高压电缆故障。

2.预防雷击故障措施

要对牵引供电系统选择状态良好、具有脱离器的避雷设备。同时确保避雷器的质量验收，在规格型号以及质量等方面，既要符合相关标准，又要适合线缆的实际需求。对避雷器日常运行情况进行监控，要确保其密封性良好、无裂纹和破损。在发现避雷器缺陷时，及时完成维修，并进行定期的检修，确保其处于良好的运行状态。避雷器架设位置为接触网上，具体位置可选择接触网分相及锚段关节处、高压电缆与架空线路的转换处，以及架空电缆线路的两端。对避雷设备及避雷线，要采用保护性方式进行保护。最后要保证防雷设备的接地情况良好，避雷器两点单独接地，实现综合贯通地线连通。

3.防止电器绝缘故障措施

对于电气绝缘故障，采用严控导线间隙以及控制导线净空的方式，确保绝缘措施的稳定。同时针对绝缘间隙容易出现温度变化、风速影响等情况，要进行多次的校核，确保供电方式经过严格的控制，能够确保绝缘间隙的稳定，并且不低于最小标准700毫米。对导线跨建筑物等部分安装绝缘保护套，进一步提升绝缘效果。对于绝缘处存在异物导致污染，引发故障的问题，要进一步的缩短绝缘区域内的清扫周期。并对重污染、异物出现频率高的区域，重点进行清扫，并增加导线间距，采用具有合成性质的绝缘保护材质，确保绝缘效果。

结语：铁路客运专线牵引供电系统关系着，铁路客运的运营安全和供电可靠性。通过实施铁路客运专线牵引供电系统的可靠性提升措施，能够进一步的防止系统出现雷击、电气绝缘以及高压电缆的故障。确保供电系统的稳定，提升铁路客运专线的运营安全。

参考文献：

[1]赵峰,张庆平,王思华.牵引供电系统可靠性预测及建模方法研究[J].铁道科学与工程学报,2015,12(3):678-684.

[2]李颖,何辉利,李丽红,赵振勇,程竹元,周熙晨.基于动态约简的铁路牵引供电系统故障诊断研究[J].科技信息,2014(4):50-50.

[3]陈绍宽,毛保华,何天健,刘剑锋,刘海东.基于事故树分析的铁路牵引供电系统可靠性评价[J].铁道学报,2016,28(6):123-129.