鐵路10kV線路常見故障與預防

摘 要：文章通過對蘭州供電段2014全年管內發生的電力線路故障進行統計，總結剖析鐵路10kV電力線路常見故障及原因，同時結合現場生產實際提出了相應的預防措施，以求有效的提高管內貫通自閉線路供電可靠性。

關鍵詞：鐵路10kV電力線路；常見故障及原因；預防措施

引言

電力是鐵路運輸生產的重要能源，電源線路、鐵路變配電所及電力貫通自閉線路等設備構成的供電網絡是重要的鐵路行車設備。目前，我段10kV線路多為架空金屬裸線，易受外界客觀因素影響，在日常運行中易發生故障。對其常見故障進行分析總結，查找原因，采取有針對性的防范措施，可以有效的減少故障發生率，提高供電線路運行穩定性。

1 2014年蘭州供電段電力故障統計

截至2014年底，全段共發生電力故障86件，其中設備故障50件（電纜擊穿29件、遠動開關誤動作4件、變壓器問題7件、斷線2件、避雷器擊穿2件、絕緣子擊穿2件、開關問題3件、線路過負荷1件）；外部原因36件（電桿被車輛碰撞7件、外物搭接線路10件、電纜被挖傷挖斷5件、樹害4件、水害1件、小動物侵入供電設備導致跳閘1件、外網失壓8件），具體如圖1所示：

2 10kV線路常見故障分類

2.1 線路接地故障

常見故障有：瓷瓶、避雷器、支持絕緣子由于臟污、裂紋發生擊穿；架空線路由于外力破壞導致斷線；外部環境影響，如潮濕樹木、金屬導電物體搭接在線路與接地體之間造成單相接地；“T”接單相變壓器燒損導致單相接地等。

2.2 線路短路故障

常見故障有：線路金屬性短路故障；油開關、變壓器等設備因內部絕緣降低，擊穿導致相間短路；小動物侵入供電設備導致短路故障；雷電閃絡引起的短路故障等。

2.3 電纜線路故障

常見故障有：電纜受外力損傷；絕緣受潮；電纜絕緣老化等。

2.4 季節性故障

春季風大，易造成10kV架空裸線間混線短路放電致導線燒斷；大風還易將沿線的彩鋼板、蔬菜大棚、枯死的樹干等其他臨近線路的物品刮倒在線路上，導致斷線、接地、短路。

夏季雨水多，土埋桿基如遇大量雨水浸泡和沖刷，易造成電桿傾斜或坍塌，洪水甚至會將河邊桿基沖塌或直接將線路沖走；同時大雨易造成線間絕緣不足，引起導線與金具之間短路放電，導致短路、接地故障。夏天雷電較多，線路易受雷擊，導致絕緣子、避雷器閃絡擊穿，同時樹木受到雷擊折斷，搭在線路上方或倒在線路上，導致線路發生接地故障。夏季高溫，導線弧垂增大也可能導致對地安全距離不足。

冬季低溫冰雪多，當線路覆冰脫落時可能會致導線跳躍，引起線路故障。馳度過小的線路在嚴冬季節，導線弧垂急劇減小，應力增大，嚴重時會拉斷導線，造成斷線。

3 故障形成的原因及預防措施

3.1 設備原因導致的線路故障及預防措施

3.1.1 電纜及電纜頭故障原因及措施。如圖1所示，電纜及其中間、終端頭發生擊穿占我段電力故障設備原因之首，比例高達58%，究其原因：電纜在敷設中由于彎曲過大受到外力使電纜絕緣、屏蔽層受到損傷；絕緣受潮，由于施工工藝及電纜本身制造不良，導致水分侵入電纜，發生擊穿；職工在制作電纜中間、終端頭時，受現場溫度、濕度、灰塵等客觀條件限制再加上制作工藝標準不高，電纜頭在長期運行過程中，絕緣降低；電纜長期運行導致本身絕緣老化、雷電過電壓或其他沖擊電壓造成電纜損傷；電纜長期過熱，散熱不良，長期過負荷或與熱力管道靠的太近等情形導致電纜故障；再有敷設路徑不佳，使得電纜處于水體環境中或埋設于化工廠附近，地下腐蝕濃度過大，加速了電纜老化。另外，竣工驗收時對電纜采用直流耐壓試驗也在一定程度上導致電纜絕緣受到破壞。

預防措施：嚴格按鐵運103部令規定，每季度對電纜線路進行一次巡視檢查，遇大雨、洪水等特殊情況要安排工區特巡；搶修時，嚴格按工藝制作電纜頭；段、車間、班組要加強電力工電纜頭制作工藝的培訓力度；另外，定期測量電纜負荷大小，檢查有無發熱現象；對電纜運行中的問題及時進行處理，降低電纜（頭）擊穿發生率。

3.1.2 線路絕緣遭到破壞導致線路故障的原因及預防措施。線路上的瓷瓶、絕緣子、避雷器瓷身、開關設備支持絕緣子由于受到空氣中有害成分的影響，使瓷質部分遭到污穢，如遇潮濕天氣，污穢層吸收水分，導電性能增強，同時受雷擊、外力破壞的共同作用，易發生裂紋或破損，導致閃絡、擊穿。

預防措施：按規定做好日常巡視工作，重點檢查絕緣子下部及瓷身是否存在裂紋；及時對存在問題的絕緣子、避雷器進行更換；班組在每年的電力設備春檢時，做好絕緣子清掃工作；加強班組檢修管理，提高設備修后質量；線路上積極采用新材料、新工藝，如可采用防爆自動脫離型金屬氧化物避雷器（YH5WS-17/50FT型），其不但具有絕緣水平高、保護性能優異的特點，最主要是具備受雷擊擊穿后自動脫扣功能，避免線路出現“死接地”的故障，更為電力工發現“異常”帶來便利。

3.1.3 導電回路接觸不良的原因及預防措施。主要表現在電氣連接部位，包括永久性的連接（如焊接）、可拆卸連接（接線端子間）和工作活動連接（如各種電氣開關設備觸頭）。例如銅鋁導體的連接，若未采用銅鋁過渡線夾，經過一段時間運行后，連接處很容易發熱氧化進而燒斷；引線間或引線與設備端子間連接不良，接觸電阻較大，導致引線燒斷；跌落式熔斷器、隔離開關等設備的動靜觸頭若接觸不良易導致開關觸頭損壞、燒毀，導致線路缺相運行。

預防措施：做好日常巡視，發現缺陷及時處理；定期檢查引線與接線端子間的接觸情況，防止虛接；按修程，定期檢查熔絲是否松動變質，容量是否符合規定，嚴格按“高壓半年，低壓一年”的周期更換熔絲；在日常檢修中，確保開關操作機構動作靈活，觸頭嚴密。

3.1.4 變壓器故障原因及預防措施。如圖1所示，變壓器故障占設備問題的比例達到20%，僅次于電纜故障。其主要原因有：變壓器內部線圈燒損、變壓器引線故障、套管燒損、變壓器內部磁路故障、有載分接開關故障等。

預防措施：在日常巡視檢修中，特別要注意變壓器的維護和保養；定期檢查變壓器負荷情況，發現過載情況要及時調整其所帶負荷；巡視中重點檢查變壓器油面、油色是否正常、套管有無油垢、裂紋、破損、放電痕跡、有無異常音響、外殼有無滲漏油、聯接母線、電纜線有無變形過熱的現象，若發現上述問題，要及時進行處理，必要時對其停運進行更換。

3.2 外部原因導致的線路故障及預防措施

3.2.1 季節性天氣變化引發的故障及措施。如圖1所示，外部原因占全部故障原因之比“近乎一半”。在外部原因中，外物搭接線路導致接地或短路位居榜首，占比達到28%。究其根本原因還是大風天氣將沿線的彩鋼板、蔬菜大棚、枯樹等其他臨近線路的物品刮到在線路上，導致線路斷線、接地、短路。

預防措施：做好供電設備“六防”工作：即抵御“風、汛、雷、樹、寒、暑”的能力。要根據季節，天氣狀況增加特殊巡視次數，班組平時要對管內設備狀況做到“心中有數”，將沿線彩鋼板等處所列為外部環境重點盯控對象，必要時采取一定的防護措施；在氣溫變化大時要對導線馳度過大或過小的區段進行重點巡視，在大雨后要對河邊及懸崖邊的線路進行檢查，發現隱患及時處理；在雷雨季節前要認真檢查避雷裝置，及時校驗和更換不符合運行要求的避雷器。

3.2.2 機動車碰撞電桿引發的線路故障及措施。在外部因素中，機動車碰撞電桿引發故障的占比也很重，達到19.44%，機動車違章行駛將電桿碰撞傾斜或撞斷，造成倒桿、斷線。

預防措施：對路邊存在嚴重安全隱患的線路，要積極對其進行改移，對不能遷改的線路要及時在桿塔上安裝反光警示標，以引起車輛駕駛員的注意，同時也可對桿基制作防撞保護墩，采取有效的防撞措施以降低電桿被撞的機率。

3.2.3 隱蔽設備未經確認，盲目施工導致的故障及防范措施。電纜挖傷挖斷“屢禁不止”，一些在線路附近施工的單位，對隱蔽設備不進行確認，也不通知線路供電方進行配合，盲目動用大型機械進行施工，將地下供電電纜挖傷挖斷，導致供電中斷。

預防措施：嚴格按標準在電纜路徑上埋設電纜標樁；同時要求班組嚴格對管內設備進行巡視，一經發現在我方電纜路徑上有違章開挖施工的情況，應立即叫停對方施工，待其辦理完相關手續后，方可進行施工并嚴禁機械開挖；對于開挖現場，做好施工防護和監管。

3.2.4 樹害引起的線路故障及措施。樹枝觸碰導線放電或枯樹被大風刮斷壓倒在線路上導致接地或短路故障，甚至燒斷導線，引發火災。

預防措施：對線路下方樹木及左右兩側樹木，及時進行砍伐修剪，保證線路與樹木的安全距離；對樹木生長茂盛和樹主百般阻擾的區段，要及時將裸線更換為絕緣線，做好預防措施。

4 結束語

根據10kV電力線路常見故障，制定相應的巡視檢修措施，切實做好預防工作，就一定能有效地降低鐵路貫通自閉線路故障發生率，從而進一步提高鐵路行車信號電源供電穩定性。

參考文獻

[1]鐵道部.鐵路電力管理規則.鐵路電力安全工作規程[S].1999.

[2]華玉興.電力設備運行與維護[M].北京：中國鐵道出版社，2005.