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牵引供电系统故障分类及提高铁路供电安全可靠性的对策

发布时间:2013-07-23 14:23:06 编辑:wwxianlong
本文摘要:牵引供电系统故障分类及提高铁路供电安全可靠性的对策 随着京沪、京广深、哈大等客运专线的陆续开通运营,我国高速铁路主骨干网已逐...
 


中国铁路总公司工程设计鉴定中心电气化处处长景德炎


 
     随着京沪、京广深、哈大等客运专线的陆续开通运营,我国高速铁路主骨干网已逐步成型,高铁通车总里程已达10000公里,超过了世界其他所有国家的总和,并创造了双机重联时速350公里运行等多项世界最高纪录。这使我国高铁跨越世界高铁四十多年的发展历程,一跃成为世界高铁的领跑者,成长为世界第一高铁大国。
 
     我国高铁从京津起步到逐步成网,开行高铁列车越来越多,客运量不断攀升,使高铁日益成为国人熟悉和接受,高铁已融入了国民经济发展和人民群众的社会生活中,成为人们密不可分的交通工具,现在很多人出行首选的就是高铁。高铁的整点安全运行,受到了社会的高度关注,特别是互联网的发展,高铁的一举一动都受到了社会的实时监督,高铁列车运行的一点风吹草动会在网上掀起大浪,给铁路造成了巨大的压力,也是我们工作的动力。高铁开通以来,总体运行平稳,特别是在路基专业设计标准和工程质量提高后,大幅度的减少了故障的发生,相对电气化,特别是接触网由于沿铁路线分布,自然环境恶劣,社会环境复杂,没有备用,故障难免发生。牵引供电系统故障,已成为影响高铁正常运营的主要因素之一。现在我们的高铁发生故障,就是造成晚点,绝大部分都是咱们电气化造成的,刚才我说的这些原因。
 
高铁陆续开通运营以来,总体运行平稳,特别是路基等专业设计标准和工程质量提高后,大幅度减少了故障的发生。相对而言,电气化特别是接触网由于沿铁路线分布,自然环境恶劣、社会环境复杂,没有备用,故障仍难免发生,牵引供电系统故障已成为影响高铁正常运营的主要因素之一。
 
  我国最早的第一条大干线是武广高铁,它现在的故障率相比开通时已经少了很多。武广开通大概4.3天发生一次停电故障。我国高铁发展历时11年,已经超过了5000公里,2011年平均3.6天发生一次故障,相比之前这个进步非常大了,但我们还有很多的工作要做,下面我就从几点来谈。
 
    牵引供电系统故障的分类
 
  我从两个角度进行分类:第一个就是按照故障的原因来分,第二个分类按照影响程度和停电的时间来分。
 
     按照故障的原因来分:
 
     牵引供电系统自身故障。主要指牵引供电系统的牵引变电所、分区所、开闭所、AT所、接触网等设备,自身因设计、施工、设备质量及运营原因出现的故障。根据运输局统计资料,2011年全路高铁牵引供电设备自身故障占总故障的36%。动车组造成的故障。主要指动车组受电弓故障等原因造成的接触网故障。2011年全路高铁牵引供电设备自身故障占总故障的13%。恶劣天气造成的故障,主要指雷电、大风等特殊天气造成的接触网故障。2011年全路高铁牵引供电设备自身故障占总故障的15%。外部原因造成的故障,主要指外部异物侵入、倒树等原因造成的接触网故障。2011年全路高铁牵引供电设备自身故障占总故障的27%。其它的故障。其它的故障指未查明原因的故障。2011年全路高铁牵引供电设备自身故障占总故障的9%。
 
     按照影响程度和停电的时间来分:
 
     重大牵引供电设备的故障。包括牵引变电所整所丧失供电能力的故障;成排多根接触网支柱倒杆、接触悬挂坍塌故障;弓网故障致使成锚段接触悬挂工作状态破坏的故障。重大牵引供电设备故障造成长时间、大范围接触网停电,是不可承受的重大故障。比如京沪、京广线牵引供电烧掉了,会造成长时间的停电,我们要避免这样的故障。
 
     一般牵引供电设备故障。包括接触网支持结构、悬挂结构等机械故障,以及绝缘子、电连接、接地等电气设备故障。这类的故障比较常见。一般牵引供电设备故障范围小,抢修恢复工作量小,停电时间较短。2011年全路高铁平均每件故障停电时间39分,部分停电时间长的超过1小时至数小时。
 
  牵引供电系统故障的对策
 
     要尽量减少故障的发生,杜绝重大故障的发生。
 
     第一是牵引变电所整所丧失供电能力的故障,针对这种故障有几个措施:首先从设计和工程质量上要切实做好防雷、接地及保护、操作电源方面的工作,确保保护功能正常,才能杜绝出现牵引变电所整所丧失供电能力的故障发生;在每个高铁里程较多的铁路局,配备移动牵引变电所,以便在万一发生牵引变电所烧损等整所丧失供电能力的故障时,迅速组装移动牵引变电所恢复供电。移动牵引变电所主要采用集成化模式,分220kV集成装置、27.5kV集成装置、操作电源集成装置等部分,便于运输和组装。 
 
    第二是成排多根接触网支柱倒杆、接触悬挂坍塌故障。针对这种故障有几个措施:根据故障区段位置及线路列车对数,可采取降弓惰行通过或反向行车方式,组织列车运行;    在每隔2个接触网工区,配备一个长锚段的完整材料备品,并可根据交通条件配备轨道吊车或汽车吊车。以便加快接触网恢复的时间。
 
第三是弓网故障致使成锚段接触悬挂工作状态破坏的故障。针对这种故障有几个措施:如吊弦、定位器损坏不太严重,可先做简单处理,接上导线接头(如断线),间隔恢复定位器、吊弦,并视天气温度适当增加坠砣加大接触线张力,让列车降速通过。此方案需先做预案并通过试验;如吊弦、定位器损坏严重或多处断线,则只能降弓惰行通过;要充分保证动车组故障自动降弓装置在故障时可靠降弓,尽量避免扩大故障影响范围;建议研制抢修用的简易吊弦,接触线端不变,将承力索端做成长钩结构,直接挂在承力索上就行了。长钩结构材料刚柔度适当,可现场弯曲定型。
 
     第四是一般接触网设备故障。一般接触网设备故障细分为几种,有相应的应对措施::一般简单故障,稍作处理即可恢复供电。如出现腕臂或棒式绝缘子故障,影响腕臂支持装置结构稳定时,如行车密度大来不及更换腕臂结构,建议可让此处支持装置退出接触网定位,让列车在2倍跨距条件下适当降速通过(也许不需降速)。此方案需先做预案并通过试验;   如出现多根吊弦损坏,来不及全部更换时,建议可隔空除掉1根吊弦或使用抢修用简易吊弦恢复供电,让列车适当降速通过(也许不需降速)。此方案需先做预案并通过试验。
 
     提高牵引供电系统供电安全可靠性的思路与建议
 
     工程质量强体固本是基础。
 
     严格规范并不断优化设计。要进一步严格规范设计执行电气化铁路技术规范、标准及相应的安装标准图、装配标准图、零件标准图,任何单位和个人不得随意突破或改变,确有客观理由需改变时,需严格按程序报批。同时,设计应加大勘察和设计深度,因地制宜地完善设计方案,消除设计方面的安全隐患。积极引导和严格控制新技术、新设备、新材料的研究和使用,制定严格的管理程序,稳妥地推进,对安全关系重大的产品,应在成果鉴定的基础上,经过严格的试验检测和试运行考核,并履行一定的认证手续后方可上道使用。
 
      加强施工质量监督管理。严格督促施工单位建立切实可行的质量管理体系,加强内部施工质量管理,对每一个单元工程或工序都要实行实时质量管理。对自检和监理发现的问题,必须在规定的时间内及时整改完成,才能进行下一步的工作,保证每一个单元、每一道工序工程都合格,不要把问题累积遗留在验收时处理,造成整改时机延误完不成全部整改就交付运营,给今后运营留下安全隐患;加强工程验收管理,严把工程验收质量关。工程验收按竣工验收与中间验收相结合,单项验收与系统验收相结合进行。对一些重要的工序进行中间验收,如关健的原料采购、设备型式试验、中间检测等提前介入和监督,确保每一道工序的质量,真正发挥验收对工程质量的最后把关作用;对施工质量实行终身负责、长期追索制度。
 
     加强设备质量安全管理。进一步规范和完善电气化设备标准体系,严格执行标准对设备结构、尺寸、材质、工艺、工差、试验、试运行及使用等方面具体规定和要求;加强对设备投标的管理,严格审查投标书及投标单位资质、供货业绩的真实性,杜绝弄虚作假现象的发生。重要设备应进行设备监造和实施严格的验收制度。坚决杜绝不合格产品渠道流入铁路;努力实行使用单位对不符合要求的设备行使否决权。
 
  系统监测及时发现并排除故障是关健。
  
  对牵引供电系统设备实施监测,通过全面系统地监测及时发现故障隐患并立即排除,可以大大减少故障的发生,能取到事半功倍的效果;建议抓紧总结经验,研究并实施车载、地面及设备自身的监测、监视、视频等多方位的综合监测系统,分层次、分时段对牵引供电设备进行系统全面监测,随时掌握设备运行状态,做到防患于未然,切实大幅度减少牵引供电系统故障的发生。
 
  抢修预案量身定做是保证。
 
  抢修预案。按照故障类型制定不同的抢修预案,任何故障都能找到对应的抢修预案。一旦发生故障,就可根据故障类型对号入座地选用量身定做的抢修预案。切忌故障发生时没有对应的成熟预案,造成手忙脚乱,甚至六神无主,病急乱投医地胡滥拼凑方案,可能会大大延长抢修时间甚至扩大故障范围。抢修预案应在全路进行交流,并不断补充和完善,成果共享。
 
  交通预案。各个工区应根据每个供电臂的具体位置及铁路、公路交通条件,制定相应的交通预案。发生故障时,确保用最优的交通方式、路线,在最短的时间到达现场。
 
  材料工器具预案。各个故障抢修预案应包括材料、工器具预案。不同的抢修预案,要求的材料、工器具不同。对于较大的故障,需要的材料、工器具较多,应事先根据抢修预案要求,准备并系列存放好,以便故障抢修时方便取用。有的材料可能还需要事先进行单元组装,以节省现场安装时间。
 
     对机构及备品备件方案提出建议。各铁路局或公司可根据抢修预案需要,提出对抢修机构设置及备品备件建议方案。以便在工程建设时,尽量参照抢修建议,满足今后故障抢修需要。
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出刊日期:(2014 07 08)
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