铁路牵引变电所设备故障实时检修的探索
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摘 要：随着我国社会经济发展的需要，科学技术也在快速发展，电气化铁路迎来新的春天，同时需要加强对铁路牵引变电所，主要电气设备进行保护，尤其是变压器、断路器、开关和互感器的安全性能，在整个列车运行过程中，发挥着极其重要的作用。加强对铁路牵引变电所主要设备的日常检修管理，做到提前预警式故障分析，利用现代信息技术进行实时检修，同时通过状态检修实时分析牵引变电所的常见设备故障，尽可能消除或缩小设备故障及其安全隐患，提高牵引变电所供电质量，保障列车安全正常运行。
关键词：电气化铁路 变电所 设备故障 实时检修
中圖分类号：U226.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0014-02
在电气化铁路牵引供电系统中，由于种种原因，主要电气设备发生方方面面的故障是在所难免的。为确保列车安全正常运行，必须加强对牵引变电所主要设备的日常检修工作。及时采取有效措施，优先投入备用回路设备，本着“先送电后修复”的原则，限制事故进一步发展，彻底消除安全隐患，必要时采取越区供电等措施，以最快速度保证对接触网线路的供电。
1 牵引变电所主要电气设备故障分析
1.1 变压器工作原理及故障
变电所普遍应用的是油浸电力变压器，作为最主要的供电设备，必须加强制度化、常态化的日常检修工作。它的故障从内、外两方面进行分析。内部故障主要表现为，变压器油箱内发生的问题，包括各相绕组之间常常发生短路，绕组的线匝之间有时也发生短路，绕组或引出线的接地故障等。外部故障相对容易发现，主要是变压器油箱外部的绝缘套管老化或损毁造成的，由于外力强袭导致的引出线上发生的各种故障。大致分为以下几种：绝缘套管闪络、破碎、线路接地等故障；导致变压器故障的原因是多方面的，最主要的是电路故障，其次是磁路故障，另外还有油路故障。作为故障的发生因素，无论哪方面的原因都不能忽视，任何一种极微小的故障都可导致整个变压器无法正常工作。另外从变压器的主体结构考虑，其主要故障包括绕组故障、铁心故障、油质故障和附件故障四种。从普遍的易发现象和工作习惯角度分析，变压器的设备故障也可这样划分为以下三种：绝缘故障、铁心故障和分接开关故障。
1.2 短路电动力引起绕组变形故障
变压器受短路冲击时，如果短路电流小，继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的；如果短路电流大，继电保护延时动作甚至拒动，变形将会很严重，甚至造成绕组损坏。对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆，加强引线的夹紧力，在多次短路冲击后，由于累积效应也会使变压器损坏。因此诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
2 互感器的常见故障与分析
互感器是牵引变电系统运行过程中的主要设备，它的功能是将高压和大电流，按照一定比例变换成标准低电压、常用电流。从而有助于实施电力系统相关设备、测量仪表等的标准化和小型化。包括电流互感器和电压互感器。
2.1 电流互感器
电流互感器主要起到变流作用，同时具有电气隔离功能。电流互感器也被称作升压（降流）变压器，是牵引变电过程中的中枢神经，起着至关重要的作用。普遍应用于电力系统中，尤其在测量仪表的精确度，需要实施继电保护的过程中，必须通过电流互感器的功能，帮助相关设备获取回路电流信息。通过电流互感器的有效应用，能够按照一定比例，在规定时间迅速将高电流转换为低电流运行状态。方便应用的同时，必须要加强电流互感器的保护和检测工作，通过实施状态检修，对于一些常见故障，及时进行处理，加强安全防范措施，将不必要的损失降低为零。
2.2 电压互感器
电压互感器主要用于电压和功率的测量，但它的核心组成部分仅仅是一个带铁心的变压器。有了电压互感器，工作人员能够对高压或超高压的电力系统进行转换，按照一定比例将高电压转换成100V的低电压。电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等，特别注意电压互感器二次侧不能短路。为了确保变电系统的安全运行，在使用电压互感器之前，一定要按照电力运行规程所规定的具体项目，进行严格的检查，做到安全防患于未然。需要注意的是电压互感器二次绕组时，必须有一点接地，只要这样，当电压互感器出现故障时，才能避免仪表和继电器出现高电压的危险，才能确保人身安全不受到损害。
3 断路器常见故障分析
3.1 断路器原理及分类
断路器的工作原理，主要是通过自动调节功能，来合理分配电能，从而实现对电源线路、电动机等相关设备的保护。当牵引变电所电力系统发生故障，诸如运行过载、短路或欠压等故障时，能够自动切断电源，确保运行安全。断路器的最大优点是，发生故障时自动断电而不需要变更零部件，它不同于熔断器式开关。断路器的种类很多，从使用范围大致划分为高压和低压断路器两种，高、低压界线的划分，一般以3kV为界点。低压断路器也就是人们常说的自动开关，是一种能够自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的常用电器。
3.2 高压断路器故障分析
变电所主要应用的电力控制设备是高压断路器，也就是高压开关，具有高性能的灭弧作用。高压断路器对于电力系统的正常运行与否，起着至关重要的作用，它能根据需要迅速切断和接通线路。如果变电系统发生了故障，高压断路器就能够自动配合继电保护，准确而及时切断故障电流，防止事故延发。高压断路器的常见故障主要是，绝缘件质量不达标，拉杆随意拉脱，导致运动部分的操作不到位。通过实施在线检测，对高压断路器及其它电气设备的运行状态，进行实时观察与必要检修，根据运行原理进行科学严谨的分类故障诊断，尽可能提高设备运行的安全可靠性，降低线路维修成本，保障列车安全运行。
4 提高人员素质强化监管工作
加强铁路牵引变电所的安全监管工作，首先要从人的主观意识开始，时时处处提高警惕。实施设备故障的状态检修，目的是把一切安全隐患排除在事故发生以前。所有先进的技术都需要人来操作，提高相关工作人员素质，做好一切安全防护工作，采取积极有效措施，加强监管工作。当出现危及人身或设备安全的紧急情况，值班人员必须具备过硬技术，能够果断处理，必要时采取先处理应急，然后再报告的电力调度制度，确保人身和设备安全。值班人员利用掌握的必要应急知识，结合过去牵引变电所运行中的一些经验教训，对牵引变电所运行中较常见的电气设备故障进行分析研究，尤其要对变压器、互感器和断路器这些主要设备的运行原理，进行详细了解，把故障发生的概率进行认真统计，对于常用的科学快速的处理方法了如指掌，从而降低一切损失，有效遏制事故蔓延。
5 结语
综合考虑现代化铁路牵引变电所设备故障，其中最容易发生故障的主要设备是互感器和高压断路器。当变电所的高压断路器发生故障时，首先应想尽一切办法，按照调度远方操作，控制室远方操作，断路器当地电动操作，断路器本体手动储能手动操作的顺序，先保证供电，然后再查找故障，确保尽快送电到接触网线路。尽可能使设备从传统的预防性检修，提高到事前预警式的状态检修。
参考文献
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