摘要: 电气化铁路在我国已进入了快速发展阶段，电力设备故障分析、处理及预防措施的制定对于铁路电力设备的日常运营维护有着重要意义。在铁路电力日常运营维护及故障应急处理中，电力维护人员能否正确判断、查找和处理电力设备典型故障，能否掌握电力设备特性、分析典型故障原因，能否按照铁路电力应急抢修预案处理故障，对铁路供电安全起着重要作用。熟息电力设备故障、处理及预防措施有助于电力设备日常运营维护，有助于优化故障抢修方案、电力维护人员执行应急抢修方案和调度开展故障抢修指挥工作。结合近几年电力设备运行，重点对电力电缆、架空线故障类型进行分析，探索故障成因，制定解决方案，为铁路电力设备的运行、维护提供保障。
关键词：电力设备；故障分析；措施
1绪论
铁路电力系统在铁路运营中扮演者一个举足轻重的角色。电力设备故障分析、处理及预防措施的制定对于电力设备的日常运营维护有着重要意义。铁路运营里程的不断增加，电力设备故障也在不断增加，各铁路运营管理及设备管理部门对电力设备故障分析、处理及预防措施的制定做了大量的工作，制定了相应的应急处理办法。是保障安全运行的关键环节。
长期以来，铁路电力设备运营维护遵循《铁路电力管理规则》和《铁路电力安全工作规程》（铁运【1999】103号）的规定，确保了电力设备稳定运行及故障应急处理。铁路建设日新月异，铁路新的运检模式应用而生。在铁路电力日常维护及故障应急处理中，电力维护人员能否正确判断、查找和处理电力设备典型故障，能否掌握电力设备特性、分析典型故障原因，能否按照铁路电力应急抢修预案处理故障，对铁路供电安全起着重要作用。
2铁路电力线路架设种类
铁路电力线路一般为架空电线路和电缆线路。架空电线路初始投资较低、施工容易、寻找故障方便、便于检修。电缆则使用在因地理受限、居民密集地区、交通道路穿越等地区，其性能可靠，不受外界干扰，对公共场所比较安全同时有助于提高功率因数;但其投资成本大，故障查找费时费力，维修时间长，费用大。
随着铁路的高速发展，我国高速铁路电力线路从设计理念上是“线路入地”，这样主要高低压线路均为电缆线路，成本相对较高;普速铁路则逐步广泛采用架空线路与电缆相结合的“一线一缆”架设模式。
3 10KV架空线路常见故障分析、处理判断查找和处理
架空线路在承受正常的机械负荷和电力负荷外，还受到外在自然灾害袭击，招致架空电线路受损，从而引起各类电力故障。
外部因素对架空线路的影响
（1）由于空气中湿度的改变，金属部件会生锈;
（2）受温度变化，导线张力随之变化，造成受力部件损坏;
（3）风的作用，会引起导线跳跃、摆动;发生碰线，造成断线、倒杆;
（4）由于空气中含有大量有害气体，易引起绝缘子污闪甚至击穿，造成跳闸事故;
（5）飞鸟、树木、轻飘物、彩钢瓦、洪水等不确定因素，都能引起故障。
3.1常见故障及形成原因、预防性措施
（一）架空导线的断股、散股、断线故障
大风会造成架空导线振动或摆动，形成断股，甚至会产生因导线弛度过大造成“混线”而造成相间短路、跳闸而使线路停电。导线的断线和断股一般发生在导线与支持装置的固定处。
1、产生故障的原因
（1）架空导线弛度较大，在风摆的长时作用下，位于固定点，导线因摆动“疲劳”，产生断股。在固定处未缠绕铝绑带尤其严重。导线断股后缩小了载流和受力面积，强度下降。每股所受的拉力增大，同时剩余导线的载流密度增加。导线因发热，造成断线。
（2）导线在生产和架设过程中有缺陷，如有铺设前断股、架设施工中造成导线“死弯”、硬点等等。造成机械强度降低，易造成断线。
2、防范措施
（1）合理架设导线，严格执行安装标准，保证架设后导线弛度在风吹情况下不发生较大摆动，在条件允许的大档距中加装杆塔，缩短挡距，稳定导线。
（2）保证施工质量，在架设时不损伤导线，固定处的导线上缠绕铝绑带，在跨越河流、道路等大跨距出的导导线上加装防振锤，以减小导线振动。
铝绑带可使导线在固定处能增加导线的抗摩强度，并在轻微电腐蚀情况下对导线本体不造成损坏。
防振锤，能有效地阻碍导线的振动。
（3）耐张杆上的“弓子线”，架设时应考虑到摆动在最大摆动时不应对地发生放电。如不能满足，可采用加装绝缘子固定。
（二）导线弛度过大造成导线间弧光短路
导线的弛度大小与档距长度、导线重量、架设的松紧以及外部自然条件有关，在架设时严格按照施工规程执行。如导线弛度不适，应及时进行调整。
架空电线路弛度过大，此时，在故障短路时的过电压、大风、高温和过负荷等作用下，导线就会形成较大摆动，从而造成导线相间以及导线对金具之间发生放电，严重时会引起短路故障。若导线较粗，在大风摆动时，会使固定点附近的导线和绝缘子损坏;若与隔离开关相连，会引起隔离开关线夹断裂、瓷柱断裂造成故障。在高温时架设或杆塔金具下沉以及电杆倾斜造成导线拉紧、弛度过小，使导线的拉力增大，强度降低，若遇冬季气温降低，导线可能产生拉长变形和拉断现象;在隔离开关上，引线拉紧后，使线夹断裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，必须对导线的弛度进行适当调整，使其符合规定值，以保证架空电线路的运行稳定。
（三）导线发热故障
钢芯铝绞线的允许温度为70℃。如果超过标准值，就会加剧了导线的氧化，在铝导线表面会起泡或发白，长时间过负荷运行，就会损坏导线。而普速铁路10kv架空导线大部分采用钢芯铝绞线，0.4kv架空导线多采用铝绞线和钢芯铝绞线，影响较大。
（四）导线的雷害故障
雷电过电压在发生的过电压中所占比重较大。雷电过电压包括直击雷和感应雷。在架空线路的过电压事故中，雷击伤害较多。线路附近落雷所会产生感应过电压，其电压等级可达到100kV~300kV左右，这对铁路配电线路采用10kv及以下的架空线危险性极大，很容易引起绝缘部件对地击穿，特别是绝缘不足时，更容易引发故障。
如果直击雷落到架空线路上，对任何架空电线路均会造成伤害。
采取可靠的防雷措施，可保证线路的运行稳定。在变配电所周围采用避雷针、架空地线保护线路，用新式氧化锌阀型避雷器保护柱上断路器，变压器、电缆头等绝缘薄弱的地方。
4 电缆线路的故障及处理
电缆线路的故障多发生在电缆本体、电缆中间接头、电缆终端头及电缆的尾线等部位。
（一）电缆线路故障检查和分析
1、机械损伤
（1）受外力破坏，因进行植树造林、地下隐蔽工程施工，在电缆附件挖土、打桩等破土作业，不慎损伤电缆。
（2）小半径电缆敷设，使电缆过度弯曲，损伤电缆，
（3）其次是由于铺设时牵引拉力过大，造成电缆拉伤。
2、绝缘老化
电缆铺设时间较长，在电压作用下运行，其绝缘性能变弱，造成发热，引起绝缘击穿。绝缘老化与运行时间和电缆的散热有一定的关系，散热不良或电缆线路长期过负荷运行，都会使绝缘加速老化，因此，运行人员必须按周期检查运行情况。
3、过电压
规程规定“铁路电力线路采用中性点不接地的供电系统，规程规
定在单相接地的情况下允许运行2小时，”在发生单相接地故障时配电所开关并不及时跳闸，在长时的故障运行情况下极易引起电缆绝缘击穿情况。
4、电缆过热
由于散热不良，过负荷过热损坏。例如，电缆与热力管道靠太近、电缆沟及隧道通风不良，电缆截面较小用户负荷增加等。电缆过热会使纸绝缘干枯脆化，裂断。
5、交联聚乙烯电缆老化
交联聚乙烯电缆大修周期为15年左右。如果不按规程保养，加速老化，使用寿命缩短。老化原因分类有:热老化;过电压老化;化学老化。水引起老化:机械外来力引起老化;盐雾和污损引起老化;动物咬伤引起的老化;施工或制造不良引起的老化等。对上述各类老化中，主要是化学树老化和水引起的老化。
6、电缆中间接头及终端接头故障
（1）中间接头故障
防水设计不周密，如中间接头各部分的接合处以及冷、热缩外套不紧密，导致绝缘受潮而击穿。另外屏蔽带处理不当;在屏蔽层切除处，电应力突然增加，使绝缘承受过大应力，日久发生崩溃。还有导线连接不良:连接导线的接线管压接不牢，容易被拉开，而且压接施工时使表面不光滑，留有毛刺会刺伤外部绝缘，以致绝缘击穿。
（2）终端头故障
终端头有分户内型和户外型，户内型终端头由于受外部影响小，所已故障较少，户外型终端头受外部影响较大，从而故障较多。
5故障查找
线路如果多装断路器保护，通过各级开关时保护时限整定配合，那么故障段判断查找会很容易很多。目前普速铁路既有电力线路只在配电所安装断路器，在发生故障时只能依靠故障动作类型来判断故障类型，再结合人工巡视、拉口的方法查找。随着，电力线路故障自动判断及远程控制系统的应用，还可借助故障自动判断装置和远动开关快速分段拉口来确定故障区段。当查出故障点后，在组织对故障抢修的同时，不可中止了线路巡查。还应对线路全面认真巡查一遍，直至确认整段线路无故障。
线路故障的处理的过程中，要与调度保持信息畅通，尽可能多搜集来自群众的故障信息。尽通过信息交换辅助对故障的判断。
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论文作者:陈建国
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
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