鐵路10kV電力線路常見故障原因分析及預防措施

中國鐵路上海局集團有限公司南京鐵路樞紐工程建設指揮部 王振宇

鐵路事業良好發展拉動我國經濟發展速度，電氣化應用進一步提高資源利用率以及鐵路維護效率，為其正常運行創設良好的環境。電力工作作為鐵路運輸重要要素之一，其核心任務為持續性提高供電可靠性，為鐵路運輸生產需求做以支撐。當下多數鐵路線路處于偏遠山區、城中村內，其地理部位及氣象環境十分復雜，運行條件十分惡劣，同時部分電力設備運行時間周期長、老化現象嚴重，對鐵路供電安全構成嚴重威脅。10kV電力線路運行中受多方面因素影響，故障頻發影響運行可靠性，有必要分析其故障形成因素，有目的性、有針對性采取防護措施，消除各類安全隱患，保證鐵路運行可靠性。

1 鐵路10kV電力線路常見故障原因分析

鐵路10kV電網與日常生活電力系統線路存在著一定的差異性，為了保證鐵路系統運行可靠性以及安全性，鐵路10kV電網可靠性、安全性要求更高，其電網特征如下：供電線路較長。鐵路線路分布范圍廣，多數鐵路輸電線路處于崇山峻嶺間，部分鐵路輸電線路供電臂長達70～80km，進一步增加故障定位難度；供電點少，供電負荷較小。鐵路10kV電網僅為鐵路使用，僅依靠站點才存在接入點，所以其整個線路內介入用戶較少，供電線路負荷較小；運行環境十分復雜，維護難度較大，受氣候、地質等條件影響較大；接線形式較為簡單，各電力系統所沿線基本均勻分布且互相連接，形成手拉手供電方式。

電力工作作為鐵路運輸重要要素之一，其核心任務目標為持續性提高供電質量和可靠性，吻合鐵路運輸實際生產需求，為進一步保證電力線路正常運行，第一時間消除和減少10kV電力鐵路故障十分關鍵。鐵路10kV電力線路常見故障原因體現在以下方面：

設備自身原因。由于相關管理部門長期投入資金不足，部分地段應用的電力設施為長時間并未養護的產品，此類產品自身性能不佳，技術要求方面偏低且正式運行時間較長，設備內容存在大量零部件老化，處于不良氣候下增加故障發生風險。同時設備缺乏匹配度也會產生低壓故障出現設備跳閘現象；外部施工干擾。舊城改造力度持續性增加，該背景下基礎設施項目建設加多，可能對電力線路工作產生干擾。土方開發對地下電纜進行損傷，施工設備較高對電線桿塔造成損壞[1]；鳥害影響。此類故障多因鳥選擇在線路上進行筑巢或休息引發的相間故障，特別針對轉角桿、耐張桿、開關桿等區域為小鳥筑巢提供便捷，該區域內鳥兒起飛的頻次較高，增加線路故障風險。

樹木造成的故障。鐵路電力線路自身環境具有一定的復雜性，線路多處于山區和農村穿梭，人員并未正確認識樹木對線路產生的影響，對樹木清理過程中持有拒絕態度，促使多個樹木自身隱患并未及時清除，一定程度影響線路正常運行。同時受外界不良氣候的干擾，大風天氣下樹木被折斷落于電纜上方，導致導線壓斷產生接地事故；雷擊造成的故障。鐵路架空線路與高層建筑距離較遠，處于雷電狀況下易遭受雷擊，進而產生電力事故；運維管理不到位。鐵路10kV電力線路處于長時間運行中，相關運維管理人員并未及時做好檢修和養護工作，亦或開展檢修和維護工作并未嚴格依照相關規范實施，人員存在操作不當現象，一定程度影響線路正常運行，增加各類故障風險。

2 鐵路10kV電力線路常見故障預防措施

2.1 加大資金投入做好線路改造工作

為保證鐵路10kV電力線路正常運行，需積極結合實際狀況做好線路改造工作，及時更換陳舊設備，保障電力線路正常運行。相關部門需及時給予資金支持，有序開展相關工作：

電力線路實際改造規劃過程中，應結合電網實際發展需求對其進行全方位設計和整體布局。線路改造規劃初期，為達到良好的規劃改造成效，需按照實際布局狀況對改造規劃設計方案進行合理化編制，以此增強線路改造規劃質量。全面規劃設計中需以相關規程技術為核心導向，結合自身實際發展狀況，促使電力工程建設中線路改造更具合理性，最大限度提高線路質量及供電水平；線路改造過程中，需不斷優化升級自身結構、提高電壓等級，以此確保供電質量可靠性，將電網運行中能源耗損降至最低，保證線路運行經濟性及可靠性。實際改造規劃過程中，均需依照電壓自身等級對分層分區城市內線路結構逐步構建完善，促使線路實際運行更具經濟性、可靠性。

舊設備改造工作作為現下線路工作核心內容，線路中設備自身性能對我國電能輸送效率、穩定性等產生嚴重影響。若線路中電纜自身性能較低，嚴重降低線路實際電能輸送效率，長周期設備使用可能引發火災等，影響電網電能耗損量。高效、及時做好線路中設備更新、維護工作，保證設備始終處于良好工作狀態，進一步提高線路電能運輸成效。同時，引入優質自動化設備可增強抵御外界不良影響，提高線路運行安全性及可靠性，加強舊設備改造十分關鍵。

現代科學技術高速發展，提高我國線路電能實際運行成效，且可進一步降低電能輸送實際耗損，加強線路智能化、自動化建設，可從本質層面解決電能實際輸送中功率和兼容性問題引發事故，保證我國電能輸送穩定性及可靠性，需做好智能化、自動化線路建設。線路自動化建設過程中，因其自身具有較強的復雜性，需遵循相應的原則：充分應用現有通信資源，完善配電通信基礎設施，以免出現重復性建設。吻合現下配電自動化需求基礎上，最大限度考量未來業務發展前景，實現統一性規劃，逐一進行分步驟實施，適度超前；結合各區域內整體發展、供電可靠性要求，綜合性考量線路建設與改造，保證其滿足我國相關規程要求；針對通信網絡要求較高條件下需建設專項通信專網，要求較高但光纜難以到達區域內，可建議增設無線專網技術作為延伸及補充。

2.2 加大對自然災害防范力度

應結合實際狀況盡量選用絕緣導線，架空絕緣導線因外層存在一定的絕緣層，相較于裸導線而言受氧化腐蝕程度較小，自身具備較強的抗腐蝕能力，可進一步避免外力產生損傷，減少相間短路及接地事故。應最大限度匯總和掌握鳥類筑巢的時間和特征，以此為基礎始終遵循因地制宜的基本原則，及時采取針對性解決措施。針對鳥害重點區域段內做好巡視工作，第一時間清理鳥巢并現場銷毀筑巢材料，避免樹枝等筑巢材料等再次利用。應及時投入資金購買驅鳥器、驚鳥器等相應設備，將其增設于鳥害較為集中區域內進行增設。

應合理選用砍伐、拔苗等處理方式，從本質層面避免樹木對電力線路產生的干擾。應進行綜合性現場調研，結合調研最終結果制定完善的危樹砍伐計劃，交由專項人員充分做好砍伐工作，應與地方政府、林業部門做好聯動協調，力爭獲取政策最大限度支持，及時將各類危樹清除。應充分結合實際狀況，建立專項資金整治制度和管理辦法，對其鳥害、危樹等資金做好管控，確保專項資金及時到位和最大限度應用[2]。

定期檢測接地電阻。應及時檢查和整改接地裝置，充分以我國規范為導線完成接地電阻測試工作，促使其接地電阻數值滿足相關規范和要求；為保證行車過程中不會對桿塔產生損傷，以醒目的油漆做好涂抹，拉線上增設相應的套光反光標志管，為車輛駕駛員做以警示，針對易發生碰撞的桿塔及時增設防撞設施。

鐵路10kV電力線路防雷措施。鐵路10kV電力線路防雷作為一個復雜的過程，主要因其線路是沿著鐵路架設，由架空線和電纜構成且長時間處于自然環境下運行，產生各類雷擊概率不盡相同，應充分結合實際狀況，選取有效的防雷措施十分關鍵。防雷措施主要基于原有措施基礎上，不斷結合實際狀況，通過以下三方面實施：對重點電桿選用氧化鋅壁器措施做好設備防雷保護，選取氧化鋅避雷的基礎上需對接地實際狀態進行綜合性檢查，接地電阻應滿足相關要求，促使其吻合相關標準；絕緣線路區域內，為實現整個線路防雷目標，應結合實際狀況選取相應的絕緣子，且需對前期更換絕緣導線區段建議增加柱式防雷式絕緣子，實現絕緣區段線路防雷保護工作；線路絕緣水平提高也作為防雷重要舉措，由于其缺少良好的經濟性，當下并未作為重要防雷措施[3]。

2.3 及時有效開展線路排查和檢修

為積極確保10kV電力線路處于正常運行中，需及時有效開展線路檢修和排查工作，結合實際狀況，有針對性制定相應的線路檢修和排查計劃和方案，體現在以下方面：

為保證式10kV電力線路運行的可靠性及安全性，最為關鍵的措施為加強春秋兩檢的檢修力度，綜合性檢查設備第一時間消除相應的缺陷，降低線路實際發生故障；定期巡視設備，及時確定設備存在的缺陷，為檢修試驗提供強有力的參考依據，及時發現事故隱患，做好檢修工作。應積極推廣狀態檢修模式，狀態檢修主要是結合電力線路運行實際狀況，動態化對其做好檢修工作，及時將各類隱患遏制于搖籃中，保證電力線路運行可靠性，減少后期產生故障風險。組建狀態檢修專業小組，結合實際狀況制定完善的檢修計劃，從本質層面確保檢修質量可靠性，線路始終處于正常運行狀態[4]。

施工過程中應布設專業人員做好檢查，確保施工質量可靠性，嚴格把關施工工藝，嚴控驗收關口；應進一步加大緊急事故處理關，需結合現場故障現象及時對故障性質進行判斷，并第一時間做好系統靈活性切換，啟用備用電源，進而為鐵路運輸緊急工作實施做以支撐，隨后應抽調專業人員對故障及時做好修復，保證短期內確定故障原因和完成修復工作。

2.4 加強電力設備維護管理

為保證10kV電力線路正常運行，應結合實際狀況加強電力設備維護管理，將以下幾方面做為切入點：結合線路運行特征和規律，按照現場實際狀況出臺事故緊急預案，并不定期組織現場演習活動，充分保證發生事故可有序、高效化實施各項操作；做好線路實際管理工作，充分落實工作責任制度，將各類職責落實于個人層面，以精神、物質做好聯動，調動人員工作積極性；加強外部用電管理工作。對路外電力用戶設備管理應始終嚴控，不定期檢查路外用戶實際用電狀況，若發現異常狀況及時做好現場整改工作，若有必要應及時下發通知書，精準性闡述設備故障對自身帶來的危害，改善及優化路外用電設備運行水平。

2.5 項目實踐案例分析

某配電室內通過流跳閘，新汶配電室備投成功，顯示B相接地，充分通過切割故障，判定故障發生在萊蕪配電室南貫通引出口-196桿間，經過線路分段查找和搶修人員進行步行巡視，利用線路巡視和避雷器絕緣搖測，發現該配電室南貫通174桿中相避雷器擊穿。對該故障進行分析當天為雷雨天氣，跳閘過程中線路為過流跳閘，核心原因在于線路附近落雷、促使避雷器擊穿，由于避雷器老化絕緣性能降低之后，避雷器被工頻過電壓擊穿或被雷電破壞性擊穿后產生相應的接地故障。

整改措施為及時更換氧化鋅避雷器，輪換進行使用，以5年為實際周期做好避雷器輪換使用，選取相應的檢測措施保證其質量達標后使用。為避免其產生老化問題，選取輪換試驗、定期更換等措施，確保避雷器始終處于良好工作狀態，實現可靠的避雷作用。

3 結語

鐵路10kV電力線路常見故障原因較多，充分對故障有效預防作為一項長期性、綜合性工作，所以為保證其電力線路始終處于可靠狀態，需充分分析其線路故障原因，以此為基礎提出相應的解決措施，保證鐵路運輸安全、可靠的運行。