论铁路牵引供电设备检修运行

酒国强

黄大铁路有限责任公司 山东 东营 257100

随着我国现代化社会的进步，我国交通行业得到了飞速的发展，铁路中的牵引供电设备为列车提供了行驶动力，让我国铁路交通更加便捷，而牵引供电设备也随着现代信息化技术的进步实现了智能化、自动化。同时，牵引供电运行管理工作中心极为重要，是确保牵引变电设备所及接触网设备能够持续供电、为电力机车传送高质量电能的关键部分。牵引供电运行管理工作的日常管理工作流程为：日常巡视、处理异常情况、对设备进行有效检修、运行能力的分析、技术资料的综合管理、技术人员的培训教育等。日常工作流程的制定目的是为了降低铁路牵引供电系统的运行风险，让牵引供电设备能够在周期运行过程中实现有效检修，提升铁路牵引供电设备运行能力。

一、牵引供电系统组成及特点

（一）牵引供电系统特点

随着现代科学技术的不断进步，牵引供电系统已经实现了智能化发展，以智能化牵引供电设施和高速双向通讯网络作为运行技术，并以信息化技术的多样化能力为主要特征，实现了全息感知、多重融合、重构自愈等能力，同时人工智能技术、传感技术、通信技术以及先进的测量技术皆为牵引供电系统提供了稳定性和安全性的支持，让牵引供电系统实现了升级优化。在系统中可以供电臂为单元，设置智能化信息处理平台，并以测控保护系统为基础，对其进行实时监控保护。对牵引供电设备运行信息进行实时采集和检测后进行分析，可解决供电系统信息不对称或交互性较差的问题。牵引供电系统可对运行检修数据进行全面分析，并以此来优化牵引供电系统。

（二）牵引供电设备

牵引供电设备在IEC 61850通信技术上建立，以分层的方式让牵引供电设备实现信息共享，同时进行相互操作。牵引供电设备主要是由分区所、牵引变电所、AT所内的测控保护系统、智能高压设备等组成。

1、供电调度系统

以SCADA供电系统基础上充分融合智能牵引供电设备的功能特点，如此便能够让整个运行实现全景化的检测、对报警进行综合分析、调度作业可自动化、调度决策更加精细化。

2、供电运行检修系统管理

主要对牵引供电设备进行基础数据的监测、设备运行的日常检修、设备状态的有效评估以及设备未来运行风险的预测，检修工作需要对牵引供电设备进行全寿命的周期管理。

3、牵引供电系统的通信网络

该系统通信网络架构简单易维护，其网络通道是铁路的专用通信通道，提供信息更加快捷且可靠。通信通道分别有以下几个通道组成：远动、复示、运行检修维护、广域网测控保护、故障测距、供电运行检修管理。

二、牵引变电所和智能一次设备

（一）牵引变电所

牵引变电所是组成牵引供电系统的重要部分，以网络通信协议为基础，智能化的设备模型能够映射至不同的通信协议层，并通过通信网络体系分层的模式，根据对象进行有效的建模，并在模型中提供对象自我描述、配置、信息传输服务等，让整个牵引供电系统能够通过通信网络进行有效联系。智能化通信网络构建为过程层、间隔层、站控层。

过程层内的所有装置主要为了承担一次设备信息智能化，高速的执行并发送电气量检测和设备运行状态参数检测及控制命令，是牵引变电所的运行基础；间隔层主要对自身间隔区域之内的数据信息进行收集，并对间隔层内的一次设备进行控制和保护。其中牵引变电所内的二次设备模块也实现了数字化，真正的实现了模块之间的高速网络通信，实现了数据资源共享；站控层主要是对牵引变电所内的设备进行实时监控，让不同设备的信息可以实现有效交互，能够快速的完成数据采集、处理，对设备运行进行有效控制管理。

（二）智能化一次设备

一次设备智能化让牵引供电系统实现了信息采集和数据共享，其中智能化一次设备主要包括以下几种，分别是：第一，智能断路器。智能断路器作为一次设备在牵引供电系统中十分重要，对其进行优化，可让断路器实现数字化通信，提升断路器的在线检测能力，能够有效提升牵引智能化水平，同时让牵引供电的可靠性更强。以下是两种实现断路器智能化的方式：在制造断路器过程中融入智能控制模块、通信传输模块等；在制造过程中在断路器上单独装上智能组件，结合传统的一次设备，并对一次设备信息进行有效采集，并对其进行监督控制，让其在一个间隔之内实现智能化控制。第一种方式实现断路器智能化较为复杂，第二种方式既符合智能一次设备的制造规范，又能够让一次设备实现智能化，所以第二种方式较为常见。智能组件主要包括开关设备控制器、带有监测能力的组件。带有监测能力的组件能够对检测的信息进行有效传递，传递层为站控层。开关设备控制器则是选择符合IEC 61850 规范的通信网络，然后采用G00SE报文的形式进行有效通信，对间隔层的断路器状态进行分析，并接收有效的控制信息。断路器智能组件应用较为灵活，可根据不同功能需求使用不同智能组件模块，让断路器实现高度集成，提升其运行可靠性。

第二，互感器。在牵引供电系统中的主要工作是对电气信息进行有效采集，是连接一、二次设备的关键。互感器与牵引供电系统的运行安全有直接的关系。传统电磁式互感器设备特点为：体积大、铁磁谐振、绝缘结构复杂，目前该种设备已经难以满足牵引变电所的实际需求。目前较为常用的是电子式互感器，该设备所采用的技术为新型光电技术，该设备的特点是：精度高、体积小、具有较强的电磁干扰能力，符合现代化需求。电子式互感器以一次传感器为基础，采集电气信息，经由一次转换器对采集信息处理转换之后，由光纤通信直接传输给二次转换器，然后对信号再次进行优化处理，并对二次设备进行有效输出。电子互感器分为两种类型，分别是无源型和有源型，其中无源型的互感器存在系列技术问题，在牵引变电所中还无法进行大型的推广。电磁式互感器数字化采集到的模拟信号会直接传输给合并单元，转换之后以IEC61850-9-1 或IEC61850-9-2通信协议，对信息进行转换处理，然后传输给设备。电子式互感器和电磁式互感器都可以应用，但是由于电磁式互感器更适合原有牵引变电所智能化改造，所以在运用过程中可率先选择该类型互感器。

第三，智能牵引变压器。该变压器与智能断路器较为相似，牵引变压器智能化可通过常规变压器、传感器、智能组件的组合来实现，以智能组件的形式让牵引变压器内部信息与控制室连接，并以此来对牵引变压器进行有效监测和保护。

三、铁路牵引供电设备检修存在的风险

根据上述内容，我们可以对整个牵引供电系统有大致的了解，以下内容便主要针对铁路牵引设备检修进行讲述，首先是铁路牵引供电设备在检修过程中潜在的风险。

（一）检修天窗风险

随着科学技术的不断进步，铁路机构也开始了深入改革发展，其中基层车间的建设面积和班组之间的管辖跨度也开始大幅度增加，增加之后的技术工作人员数量却难以满足实际需求，这导致了检修工作存在一定迟缓性；随着现代化交通愈发便捷，铁路运输车辆的密度显著提升，检修天窗的时间较短，无法满足实际的需求。其原因是由于设备数量增加，但技术工作人员却没有增加，技术人员为了对每个天窗进行检修，就必然要缩短检修时间，该种情况若是持续发展，检修的质量和效率必然无法得到有效的保证，若是让时间和需求的矛盾肆意发展必然会对检修工作产生不良的影响。长大区间的中间部分、重合天窗以及全所停电备自投实验等作业的有效检修时间不超过20分钟，技术人员检修过程中必然不能对该区域的绝缘器、中心锚结、电联结、锚段关节等进行细致的检修，存在一定的潜在风险。

（二）设备种类较多

随着现代化科学技术的不断进步与发展，我国铁路在新时期内实现了高速发展，牵引供电系统中所采用的设备也在不断的更新换代，其中新技术、新设备也在不断涌现。铁路公司不仅需要对铁路中的普通路段进行管理，还需要对不同等级的电压（直供、AT 供电模式共存、330KV、110KV、27.5KV）以及国内外各种厂家设备进行有效性分析。设备和技术的不断提升，相关的工程技术人员和检修人员的技术能力也需要不断进行培训教育，如此才能够对先进的设备展开有效检查。

（三）外部环境较为复杂

随着时代的不断发展，我国铁路开始在各个地区进行建设，部分铁路的建设之地较为荒芜，也有部分的沙漠地区，自然环境较为恶劣，大风、雷雨、大雪、雷击、鸟害等等都会影响着牵引供电安全，且对牵引设备有较大的危害，尤其是海拔较高、温差较大的地区在设置牵引变电所时，接地电阻经常会出现不符合标准的现象，从而导致牵引供电设备无法进行稳定运行。

四、提升铁路牵引供电设备检修运行的措施

（一）加快检修模式改革发展，细化检修工作

随着近年来我国铁路建设速度的不断增加，修程修制也发生了较大的改革，目前应用较为广泛的模式为巡检分离、大天窗集中，部分牵引供电设备的检修周期也开始根据实际情况被合理的延长，检修思路也开始从“修一年保一年”转变为“修一次保两年”。修程修制度改革之后对于检修管理和检修质量提出了更高标准的要求，为达到要求必须要根据铁路公司的实际情况，对检修工作进行合理的划分，同时要对日常检修和集中检修的重点进行确定，关键设备的隔离开关、上网点、电联结、线岔、端锚固线夹、终棘轮补偿装置、分段分相、锚段关节、中心锚结等必须要加强日常巡视，保证检修质量符合规定标准。

（二）加强技能培训，培养全面型优秀人才

检修人才的技能培训要从基础开始，多多利用“技能大师工作室”、“岗位能手”、“优秀技能人才”等手段，让工作人员能够时刻保持工作积极性，让工作人员的专业能力得到有效提升。全面型优秀人才的培养至关重要，在进行全面型优秀人才培养过程中需要以问题为导向，培养一批综合素质较高的专业人才，让其能够拥有发现、解决、分析、预防问题的能力；技术的培养也极其关键，若是技术人员既能对完成继电保护实验又能检修断路器，既能处理箱变故障又能对调线岔进行检查，便能够真正的提升铁路牵引供电设备的检修工作，让铁路的运行更加的安全可靠。

（三）对作业指导书进行细化完善，并全面落实

公司需要对采用的牵引供电设备使用制定详细的作业指导书，不同的设备及类型其作业指导书也需要加以完善，并将作业指导书作为指导技术人员进行检修的依据和标准。为了让技术人员更好的了解作业指导书中的内容，作业指导书需要简单易懂并且图文并茂，标识出重点位置，让检修人员根据作业指导书进行工作，接触网螺栓需要根据规定力矩进行有效紧固；开口销开口角度需要根据规定；螺栓穿向需要进行位置正确度检查；关键设备定位器、棘轮补偿、线岔的安装、分段绝缘器、调整、检修安装都需要根据作业指导书中进行；断路器检修需要采用标准的游标卡尺进行有效测量，并对断路器的凸轮间隙和行程进行中间值的规范化调整。

（四）大力推行设备检测新技术，利用大数据分析

经过实验可以证明牵引供电系统的安全预警离不开检测技术。所以对牵引供电系统运行进行安全管理过程中，需要利用先进的检测技术对变压器绝缘油色谱、电缆头温度、避雷器等进行实时在线监测；接触网方面需要多运行风速监测和6C监测等监测技术的使用。监测工作需要以日常巡检检修工作为基础，并运用现代化大数据技术对设备运行规律进行分析，然后预测设备运行状态。变压器绝缘油色谱数据趋势、三比值、断路器温度及动作次数、直流蓄电池等都需要利用大数据进行分析。接触网需首先对6C进行分析，然后结合牵引供电管理系统，采用人工巡视的方式对数据进行有效整合，让数据和数据平台实现有效共享；要收集大风天气下接触网运行数据，并对数据进行分析，研究风速与接触网之间关系。

（五）对外部环境进行有效调整，降低潜在安全风险

检修队伍需要与相关部门机构增加信息沟通，对外部天气影响牵引供电设备工作情况进行全面的分析和了解，并找出相应的解决方式，降低牵引供电设备在外界恶劣天气下的安全风险。比如：对接触网附近的树木进行修理，让树木保持在合理的高度之内；对上跨桥的位置进行防护栏和警示标志的设置；上跨电力线路的施工需要进行有效监管，保证上跨导线线索的强度是符合施工标准的；污染地段需要加装防护网，避免污染向别处扩散；要对设备改造增加相应的投资力度，比如升级不同地段的防雷水平，或者根据实际情况降低牵引变电所地接网电阻等。总而言之，在牵引供电设备运行过程中，采取有效的管理手段对外部环境进行调整，能够提升牵引供电设备的运行安全。

结语：

本文对牵引供电系统的原理及特点进行了深入的分析，并根据其设备结构对牵引供电系统的构架进行了有效研究，其中还对牵引变电所的分层处理方式进行了详细的分析，以及其他有关牵引供电系统原理都进行了相应的分析。并根据基础分析提出了现代牵引供电设备运行过程中存在的检修风险，然后根据风险进行具体分析，提出了相应的解决方式，期望能够不断提升牵引供电设备的工作效率和质量，推动牵引供电设备的持续发展，为我国铁路交通贡献力量。