摘要：通过对黄淮地区四个季节气候特点的研究，并根据实际工作经验，找出季节变化对铁路电力设备的影响，针对这些影响提出增强电力设备运行可靠性的对策。
关键词：季节；铁路；电力；影响
季节变化对电力设备的影响，主要是体现在温度、湿度、光照、气压等的变化，这些变化的特点是周期性和长期性。
周期性：即每年四个季节的周期性变化。
长期性：即长时间对设备的影响。
1 夏季
黄河以南的黄淮地区，属温带季风性气候或亚热带季风性气候，夏季受极地海洋气团或热带海洋气团影响，通常以高温多雨天气为主，多数情况下会在7月中下旬至8月上旬的时间段，出现短时雷雨大风、雷电强降雨等强对流天气。
1.1 夏季高温天气时，无论是生产单位还是家庭居民用户，在制冷设备上的用电量将明显增加。据郑州地区某10kV配电所记录，7月份供电量约是5月份供电量的2.8倍，与供电量相对应的7月份高峰期某一个电源的最大负荷电流是367A，而5月份最高仅120A。供电设备在满负荷或超负荷状态下长期运行，设备周围散热条件不利，必将会加快绝缘材料的老化、接头发热、损耗上升等问题，尤其是设备的绝缘和传导部件将发生的比较明显的变化，变压器发生匝间短路等故障的概率逐步上升，传导设备的接续部分由于负荷增大、发热严重或超过额定载流能力而引起损坏。
1.2 强对流天气时的大风，虽不至于直接对架空电力线路等室外露天设备造成影响，但是大风特别容易造成架空线路附近的杨树、桐树等根基较浅而树身高大的树木倒伏，砸断或短接导线，造成跳闸停电故障。2016年6月中旬某日，郑州南地区发生强对流天气，瞬时阵风达到9级左右，倒伏在线路周围的树木达170余棵，其中胸径超过40厘米的杨树有20余棵，造成10kV架空线路损坏达2.3公里，抢修时间超过了24小时。另外，强对流天气产生的雷电容易在线路上产生线路过电压，如果避雷器动作不良或接地电阻不符合规范要求，还会引起系统接地故障，如果雷电沿电力线路进入变配电所内，将会导致电压互感器损坏而直接影响配电所设备的正常运行。
1.3 频繁和大量的降雨，一方面会使土壤中的含水量增大，地下直埋电缆中间接头周围的湿度也随之升高，如果电缆中间接头及周围电缆保护层老化到一定程度或受到损伤后，其密封性达不到保护要求，潮汽就容易沿着电缆外保护层上的缝隙侵入电缆内部，在比较薄弱的处所形成放电通道，降低电缆的绝缘强度，引起相间短路或接地故障。另一方面大量的雨水会对架空线路电杆基础进行反复的冲刷或浸泡，尤其是位于边坡上的电杆，如果不采取有效的措施，基础土层的流失，会影响新立电杆的稳固，严重时会造成电杆倾斜或倒伏。
2 冬季
黄淮地区冬季受大陆气团影响，普遍气温偏低，最低气温出现在1月份，平均气温不超过1摄氏度，而且冬季会出现雪、雾、霾等天气。
2.1气温降低带来的主要问题是温差的变化，以郑州地区为例，夏季最高气温达到38摄氏度，而到了冬季最低气温仅零下5摄氏度左右，温差达43摄氏度。温差对于架空线路影响比较直观，导线的弛度会随着气温的变化而发生变化，低气温时，导线收缩弛度变小，气温高时，导线扩张性增加弛度变大。弛度的变化一方面会使固定导线的材料发生变形和松弛，甚至断裂，造成导线从绝缘子上脱落。另一方面使导线接续部分受到影响，再加上接续部分不同金属材料之间的膨胀和收缩的变化，就会在接续部分的紧固件与导线之间形成不一致的金属变形，并且会使接触电阻发生细微的变化，可能会在接触面形成不均的接触电阻层，电流长期通过或较大的故障电流流过时，会产生不均匀的发热现象，在一定条件下就会对造成接续部分烧损故障。
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2.2由于北方冬季气温持续偏低，取暖是单位和家庭的一项重要内容，由于近年来对环境保护的重视，燃煤锅炉被取消，燃油和燃气锅炉由于成本较高、安全性较差等原因，也没有得到普遍采用。郑州铁路地区纳入集中供暖的地区较少，很多用户采用电加热或空调设备进行取暖，在冬季也会给供电系统造成过负荷的问题。
3 春秋季：
黄淮地区的春秋季昼夜气温变化较大，温差最大时达到16摄氏度左右。春秋季降水总体均偏少，秋季略多于春季。春季出现大风天气较秋季多。
3.1架空电力线路和室外电力设备绝缘部件上的灰尘较多或者脏污较重时，春秋季小雨时，在细小雨滴的作用下最容易引起绝缘闪络故障。尤其是春季的首场降雨，出现绝缘闪络、线路接续部位烧蚀、跌落式熔断器烧坏等故障的概率较高。
3.2春季气温回暖，有利于进行土建施工，很多市政道路改造和住宅房屋的修建等土建施工开始实施，施工中大型机械的使用数量和次数将大幅度增加，地下电缆受到外界侵害的机率将有所上升。
3.3经过整个夏季的高温和负荷增长的影响，电力设备的接续部分会发生一定的膨胀变化，随着秋季气温的逐步降低，又将会开始发生不一致的收缩，当然由于气温下降幅度不剧烈，对接续部分的影响不明显，一般不会造成接续烧坏故障。主要是由于雨水量较大，渗入地下土壤中的水量增大，对电缆中间接头等容易受侵害的设备将会造成一定的影响。
4 对策
提高供电设备的设计和建设标准，加强老旧设备的改造力度，加大科技管理方面的投入，进一步完善管理制度，提高设备维护水平。
4.1 采用较高的电杆。电力架空线路设计规范规定，在城市道路两侧使用10米高的电杆就可以满足需要。但是，在具体实践过程中发现，城市道路两侧经常会有房屋、树木、路灯、广告牌、指示标志牌等对电力线路造成影响。据地方供电公司在城市道路两侧设置架空线路的经验，使用15米电杆做为架空线路的标准电杆，一方面可有效避免树木等外界的影响，另一方面还增加了电杆的埋深，削弱了雨水冲刷对基础的影响。
4.2 导线绝缘化。对暂时不能更换电杆的架空线路，使用绝缘导线更换既有的裸导线，既可以有效避免树木倒伏造成的断电故障，还可以消除绝缘部件脏污或者损坏造成的闪络和接地故障，更能减少外界偶然触碰带电导线造成人员触电的事故。
4.3 加强电缆本体的防护。电缆线路尽量使用R－PVC护管或水泥套管进行保护，有条件的可专门砌筑电缆沟加混凝土盖板，提高电缆线路的隐蔽条件，还可以考虑在电缆线路上方设置电子标桩和警告标志，防止大型机械盲目开挖造成电缆损伤。
4.4 提高电力线路的传输冗余量。通过对季节原因造成的负荷变化的观察，供电线路的传输能力是制约供电可靠性的一个因素，在冬夏两季的负荷高峰期，多次发生因线路传输能力不足，而被迫采取压停用电负荷的情况，用户反映十分强烈。根据以往的经验，铁路较大站区的10kV架空线路导线截面应不小于120mm2，电缆线路导线截面应不小于150mm2，如果条件允许，电缆线路的导线尽量采用铜材，进一步提高电缆线路的载流量，减少重复建设投资和对环境的扰动。
4.5 提高电缆的工艺标准。10kV电力电缆的中间接头，一方面要采用新型的冷缩制作工艺，提高接头的绝缘强度和密封性，另一方面在电缆线路建设时，每处中间接头都应设置检查井和余留量，不仅让中间头避免与土壤介质的接触，减少对中间头的影响，而且还便于对中间头的检查和维护。
4.6 增强供电设备的灵活性。针对冬夏两季负荷高峰期用电量大幅度增长的现状，可以考虑在设置若干能够起到分流作用的变电所，在负荷高峰期分别投入这些变电所，分担一部分供电压力。在负荷下降并稳定后，可以退出这些分流变压器，减少设备损耗和老化。还可以利用10kV环线对高峰负荷进行调整，利用现有条件，逐步在配电所之间建立供电线路的联系，利用分断器或隔离开关进行有利于负荷分配的调整，也能起到分流供电高峰的效果。
总之，季节的更替是自然现象，我们应该根据季节变化的特点和规律，不断对电力设备出现的问题进行总结，根据自身特点和能力，逐步加强设备的维护和建设，不断提高电力设备的运行可靠性。
论文作者:马强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/27
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