(神华准能大准铁路公司朔州公司内蒙古鄂尔多斯010300)
摘要：我国电气化铁路的建设进程中，铁路牵引供电设备是关键的重要设备，对于铁路电气化运行有极其密切的影响和联系。为了进一步提升铁路牵引供电设备的运行安全性和稳定性，我们需要对影响铁路牵引供电设备的因素和存在的共性问题，进行深入而全面的分析，要注意总结经验、汲取教训，运用先进的科技技术和优质新型材料，提升铁路牵引供电设备的稳定性，还要用创新的思想，对铁路牵引供电设备的控制方式加以改进和优化，以更好地推动我国电气化铁路事业的快速发展。
关键词：铁路牵引供电设备；安全稳定性；提升措施
引言
对目前铁路牵引供电设备所影响的因素进行及时的分析和研究，对所存在的共性问题进行有针对性的解决探讨深入研究，这对于提高牵引供电设备运行的稳定性很有帮助,还需要在以后的具体运营维修实践中,不断的进行摸索不断的分析，总结相关的经验,为我国电气化铁路的良好发展和运行不断的努力。
1影响铁路牵引供电设备运行的因素
牵引变电设备的运行和保护对铁路牵引供电是很重要的，如果保护设备出现问题和故障那么会影响到铁路的安全运行。为了切实提高铁路牵引供电设备运行的稳定性要从工程招标阶段就加以监督和控制要对材料的质量、施工质量、工程验收标准以及日常运行中出现问题后的整治措施和办法等多方面进行严格的控制。随着铁路运量的不断增加和负荷的增加，会出现电流增大的问题尤其是在一些接地短路电流方面，外界自然原因，因为铁路供电设备一般来说都是暴露运行于露天，故障远远高于室内设备，故对变电所室外变电设备的要求也越来越高，对露天供电设备能够适应外界恶劣气候条件也有很高标准。由于铁路供电设备运行的长期性、可靠性和稳定性是维持设备运行和人员安全的保障，所以要对影响铁路牵引变电设备运行的因素加以控制。
2铁路牵引供电设备的运行现状及问题分析
在现代科技不断进步和发展的形势下，为了确保铁路牵引供电设备的安全稳定运行，需要将先进的工艺和材料应用于铁路电气化系统之中，实现对旧工艺和旧材料的更新改造。在现有的铁路牵引供电设备的运行过程中，存在如下方面的问题：
2.1螺栓式T型线夹
这种螺栓式T型线夹主要依赖于压舌的点，实现导电接触和连接。然而，由于人工压接螺栓的方式难免存在力矩方面的偏差，这就会引发电回路压接不良的问题。同时，由于检修的过程中需要打开T型线夹，其中存在复杂的精密零部件，这就增加了检修作业的难度。另外，由于外在环境的不确定性变化影响，铁路牵引变电设备还存在牵引负荷量加大的现象，这就使相对狭小的螺栓式T型线夹出现热积累的现象，引发线夹烧伤和损坏的现象。
2.2旧式的网开关接地防雷系统
铁路牵引供电设备容易受到外界环境的干扰和影响，致使其容易出现馈线跳闸的问题，并牵连相邻近的变电设备。同时，旧式的网开关接地防雷系统还存在自身的缺陷性，出现高压大电流反击烧伤牵引变电设备的问题。
2.3需要较长的故障诊断时间
当铁路牵引变电设备出现故障的时候，如果需要较长的故障诊断时间，无疑会贻误维修时机。由于现有的变电所的故障告警方式是采用文字和音响告警的方式，容易出现显示信息繁杂而导致故障告警信息被忽略的现象，或者信息过多而导致值班维修人员筛选和诊断的时间较长的问题，这样，就极大地影响了对铁路牵引变电设备故障的维修抢修时间。
2.4外部环境复杂，增大了不可预见安全隐患
近年来，西部大开发产业转移、西电东输、西部电气化铁路发展迅速，但是由于大部分铁路地处荒漠风区，铁路外部环境日益复杂。异物、鸟害、大风、污染、雷击、隧道结冰、树木、上跨线（桥）等诸多因素对牵引变电安全运行带来较大的危害。高海拔、高温差、沙尘及雾霾天气的影响，干旱、干燥地区变电所地网接地电阻不达标等也是牵引供电设备的不稳定因素。
3提升铁路牵引供电设备的安全稳定性的措施
3.1运用新工艺和新材料，提升铁路牵引供电设备的运行安全稳定性
针对原有的螺栓式T型线夹存在主导电回路压接不良、维修不便、热积累的现象和问题，可以采用新型的压接式线夹替代原有的螺栓式T型线夹，这是由其优势性能所决定的，具体表现为：（1）这种新型的压接式线夹在不同的截面条件下，可以由相配套口径的压接钳设备，进行一次压接成型，从而极大地避免了原有的螺栓式T型线夹因人工紧固而产生的力矩不均衡的现象，有效地避免牵引供电设备的主导电回路发热损毁的现象。（2）这种新型的压接式线夹不同于旧式的螺栓式T型线夹，旧式的螺栓式T型线夹有8个螺栓，而新型的压接式线夹只有两个螺栓，并且采用双备母并带防松的锁片，具有维修便利的特点。经过检测，这种新型的压接式线夹的运行效果良好。
3.2补强接地及防雷保护措施
为了提升铁路牵引供电设备的运行安全性和稳定性，要针对铁路牵引供电设备中接触网受环境影响因素明显的特点，对原有的网开关接地防雷系统进行如下优化措施，以更好地提升铁路牵引变电设备的运行效能。
3.2.1外部防雷保护设备
在牵引变电所建筑受到雷击的过程中，由于其雷电的能量过大，造成其能量集中在雷击的闪击点上，直接损坏建筑外部，因此，在进行建筑的外部防雷保护过程中，很有必要充分的利用金属接地体，完成下泄的电流导向工作，以便确保建筑的整体安全，防止雷电突破建筑的第一道防线，全面的保证其变电所的整体安全。
（1）避雷针。充分的利用避雷针，能够全面的进行防雷的工作。对于建筑外部的防雷工作而言，需要将避雷针安装在建筑物外部的单独杆塔上，以实现雷击发生中的电流引导作用，最大程度的降低建筑外部的破坏程度。需要注意的是不能在变压器的门型架进行避雷针的安装工作，因为雷击会造成变压器的损坏。在避雷针的安装过程中，务必对距离标准给予足够的重视，具体有：首先，务必保证地上由独立避雷针到配电装置的导电部分之间≥5m，变电所电气设备与构架接地部分之间的空气隙≥5m。其次，避雷针的接地装置和变电所接地网间最近的地中距离≥3m。
（2）避雷线、避雷器。电力线路的防雷保护系统设计过程中，在其变电所的进出线1～2km的距离中进行避雷线的安装，目的是全面保证变电所线路的变电设备的稳定安全运行，需要注意的是在该段距离中一般不采用全线装设架避雷线的方法。在实际的情况中，需要对架空避雷线的两端进行管型避雷器的安装，目的是防止保护段以外的线路产生的入侵波对该段线路的影响，其接地电阻≤10Ω。因此，在进行电压35kv、容量3200kvA以下的负荷变电所的防雷系统的设计过程中，一般按照运用进出线段保护接线的方法进行防雷设计效果的实现。10kv以下的高压配电线路的防雷系统设计，只需要通过FZ型或FS型阀型避雷器的安装进行线路断路器的保护工作。
3.2.2内部防雷保护设备
在进行设备的防雷保护过程中，需要借助外部防雷保护措施进行实现，通过该措施能够避免雷电对变电所内的入侵，可是对于雷电通过进出线的侵入情况难以进行控制和避免。当前，很有必要加强对变电所进出线进行防雷措施的落实，降低雷电波传输，加强入侵的过电压防雷，降低对主变压器的影响，因此很有必要进行变电站内部的防雷保护方法的落实和执行，高效的对内部雷电入侵波进行防护。
（1）阀型避雷器。一般在变压器母线进行阀型避雷器的装置，使其能够对变压器母线进行保护作用。6～10kv变电所，保证其变压器与阀型避雷器的距离≤5m。要想保证变电所内的变压器运行的稳定与安全性，需要全面的对分段母线进行阀型避雷器的装置。对于多雷区，可在变压器的低压侧中性点进行阀式避雷器的安装，从而实现避免雷电波沿低压线路侵入的情况发生。对于防雷系统钢材的要求主要是以镀锌防锈钢材为主，通过焊接进行连接。同时保证圆钢搭接长度≥其自身的6倍直径，扁钢搭接长度≥其自身的2倍宽度。在进行避雷针的装置过程中，务必保证这两点的施工质量。首先，最大限度的保证人身安全，避免雷击的雷电波侵入情况发生，需要照明线不在避雷针上。其次，在行人通行的区域不应该进行避雷针的接地装置的设计，如果在道路周围进行设计时，需要保证其安置距离≥3m，反之，需要进行均压措施的运用。
（2）分流保护。分流主要指电力电源线和天线等信号线，这些信号线都是来自于室外导体与防雷接地装置的避雷器SPD并联线，如果由于雷击效应发生过电压，使其沿信号线侵入室内，造成避雷器电阻值下降，也就是短路状态，随后雷电电流进行分流，开始入地。分流的雷电流但是还会存在部分侵入设备的现象，因此会影响微电子设备的正常运行，对其安全稳定造成危害。因此，该类设备导线需要完成多级分流，随后进入机壳。
3.3缩短对铁路牵引供电设备的故障判定和诊断时间
在原有的变电所运行状态下，会出现告警信息繁杂而导致故障诊断和判定时间延长的问题。针对这一故障现象和问题，我们要创新思维，注重在第一时间内快速筛选和诊断铁路牵引变电设备的故障，在保持系统的功能运行状态下，可以对原有的变电所的控制后台加以改进和优化，采用调用自带的软件，并且针对原系统中文字告警的问题，采用虚拟光字牌，在这个虚拟光字牌的运用之下，可以对铁路牵引变电设备中的信息进行分类显示、分颜色显示，如：红色表示正常运行状态；绿色表示告警信号等，这样可以在值班人员日常巡视的时候，及时快速地发现牵引变电设备的故障信息，如：控制回路断线等故障，有利于工作人员快速实现对故障信息的甄别和判断，从而及时实现对故障的处理。
3.4推进检修模式改革，细化基层站段检修重点
近年来，随着修程修制改革，巡检分离、大天窗集中修等模式广泛推行，部分设备检修周期合理延长，“修一次保一年”向“修一次保两年”思路转变。修程修制改革对铁路沿线的检修管理、检修质量提出了更高的要求。这就要求基层站段合理划分、确定日常修与集中修的重点，关键设备上网点、线岔、电联结、锚段关节、分段分相、隔离开关、中心锚结、终端锚固线夹、补偿装置的巡视必须给予强化、检修质量必须给予保证。
3.5全面加强技能培训，专精人才与全面型人才培养并举
铁路沿线检修运行单位要在基本技能培训的基础上，利用“技术能手工作室”、“优秀技能人才”、“岗位能手”等多种手段的带动出一批多专多能的职工。不仅要全面加强专业高技能人才的培养，培养出一批能发现问题、解决问题、分析问题、预防问题的人才；还要重视多技能全面型人才的培养，培养出一批既能完成自动装置继电保护试验又能熟练检修ABB断路器的变电设备检修工，更要培养出一批既能完成变电所故障处理又能熟练检调接触网的网电检修工，达到高铁普铁联动、（接触）网电（力）合一目标，得以真正意义上的实现二合一。
3.6完善细化岗位作业流程，全面落实标准化作业
供电检修运行维护单位要对不同厂家、不同类型的设备制定详细的作业流程，作为指导检修的依据及标准。岗位作业流程要力求简单易懂、图文并茂，突出重点部位。检修时必须按照作业流程进行作业，接触网螺栓紧固必须使用力矩扳手按照规定力矩进行紧固，开口销开口角度必须符合规定，螺栓穿向必须正确，各关键设备定位器、分段绝缘器、补偿装置、线岔的安装、调整、检修安装调整必须按照技术标准规定的步骤、方法进行。断路器的检修必须使用游标卡尺、塞尺进行测量，凸轮间隙、行程、超行程要调整到标准范围中间值。
3.7大力推行设备监测检测等新技术，深化大数据分析应用
3.7.1实践证明，及时有效的监测检测对牵引变电系统的安全稳定起到了积极的预警预防作用。变电方面要重视变压器绝缘油色谱在线监测、避雷器在线监测、电缆头温度在线监测；接触网方面要大力推行综合6C检测、风速监测、绝缘子伞裙加装、绝缘子水冲洗、驱鸟器的使用。
3.7.2铁路沿线运行维修单位要注意在监测检测、日常巡视检修的基础上开展、形成大数据分析，预判设备运行状态状况。变电方面进行变压器绝缘油色谱数据趋势及“三比值”分析、断路器行程（超行程）与温度及动作次数关系分析、直流蓄电池核对性充放电内阻变化分析、充气设备气压变化分析。接触网要在完善6C分析的基础上结合牵引变电管理系统、“一杆一档”、“一台一档”、人工巡视（添乘、轨道车巡视），整合数据，形成数据共享、平台共享；要积累大风天气下接触网运行状态的数据，开展分区风速与接触网关系的研究；要利用测温装置数据分析上网点、电联结的温度变化趋势并和红外测温进行对比。
3.8协调整治外部环境，降低不可预见安全风险
基层供电段要加强与路内外相关部门、机构的联系协调，下大力气解决或降低威胁牵引变电运行安全的外部环境安全风险。积极对接触网临近树木进行砍伐、削枝、限高、重植；上跨桥处加装防护栏、警示标，杜绝渗水结冰；加强上跨电力线路施工监管，保证上跨导线线索的强度、高度、弛度；污染地段要采取防止污染扩散的防护网等措施，提高绝缘子防污等级。加大设备改造投资，改造升级防雷水平，降低变电所地网接地电阻。
4优化牵引供电设备的控制方式
在铁路牵引供电设备的运行之中，为了增强其安全性和稳定性，还可以通过对其控制方式的优化改进方式，更好地减少设备的故障状态。目前主要采用的电源是110kV和10kV的电源，例如10kV的电源为主要供应电源，然而这种电源贯通方式容易受到外界因素的影响，还存在极其频繁的单相接地问题，在缺乏低压断相保护的条件下，致使交直流设备受到烧伤和损坏。
针对上述问题，可以对牵引变电设备的控制方式加以改进和优化，在10kV电源的低压一侧，加装断相保护，这样可以在线路单相接地的时候，较好地闭锁低压电源的“倒切”现象。并且，还可以采用加装延时装置、在低压切换回路等方式，有效地规避线路故障后备投、重合闸等时限，减少低压设备频繁切换产生的冲击，提升铁路牵引变电设备的安全性和稳定性。
结束语
在我国的电气化铁路建设过程中，为电力机车提供牵引用电能的设备主要依赖于铁路牵引供电设备，牵引供电设备可以将高压输电线输送来的电能，实现降压处理和变流处理，将其传送给接触网，继而为电力机车提供电能。由此可见，铁路牵引供电设备对于高速铁路的机车运行有着不可忽视的重要作用，突显出其不可替代的重要现实价值和意义。我们要重视铁路牵引供电设备的运行影响因素，并提出提升铁路牵引供电设备的安全稳定性的措施，目的就是让广大从事电气化铁路运行检修人员能更好的进行维护安全运行，同时让更多的技术人员致力于改进电气化铁路供电技术，提高供电质量。使电气化铁路供电运行更加稳定，维护检修设备更加有针对性，判断供电故障能够准确、迅速，使铁路运输安全畅通。
参考文献:
[1]李伟.牵引降压变电所电气设备的预防性试验方法与重要性[J].价值工程,2016,3504:125-127.
[2]邢艳双.牵引变电站整流变开关柜断路器误跳闸原因分析及处理[J].上海铁道科技,2016,01:77-78+49.
[3]白海荣.铁路变电系统设备履历现状及改进方案[J].山西科技,2016,3103:48-51+54.
[4]何正友,冯玎,林圣,孙小军.高速铁路牵引变电系统安全风险评估研究综述[J].西南交通大学学报,2016,5103:418-429.
[5]尹楠.基于模型的高速铁路牵引变电系统安全风险评估研究[D].华东交通大学,2016.
[6]张莉.牵引变电安全管理研究[D].兰州交通大学,2016.
[7]杨桐.牵引变电所接地网的安全性状态综合评估研究[D].兰州交通大学,2016.
[8]张伟.高速铁路牵引变电系统对电力主网谐波影响的研究[D].太原理工大学,2016.
[9]常占宁.高原高速电气化铁路变电设备适应性分析[A].《电气化铁道》2016年增刊[C],2016:3.