冰雪灾害对铁路电力系统的影响及应对措施

摘要：在铁路电力系统中，受天气、气候等变化因素的影响比较大，尤其是冰雪灾害会严重影响到铁路电力系统的正常运行，严重的还会对整个输变电设备造成毁灭性的破坏，致使整个铁路电力系统进入瘫痪的状态。当铁路电力系统进入瘫痪状态之后，整个铁路线路运输都会受到非常大的影响，使得铁路线路不能实现正常营运，给铁路部门以及乘客带来诸多不必要的损失。本文对冰雪灾害对铁路电力系统的影响进行了分析与研究，并针对产生出来的影响与根源提出了一系列行之有效的防护措施，旨在提升铁路电力系统抗冰雪灾害的能力，保证在冰雪灾害的天气中铁路仍能正常运行。

关键词：冰雪灾害；铁路电力系统；铁路运输

中图分类号：F407文献标识码： A

Abstract: in the railway power system, affected by the weather, climate change is relatively large, especially the snow disaster will seriously affect the normal operation of the railway power system, serious still can cause devastating damage to the power transmission and transformation equipment, which makes the whole railway power system into paralysis. When the railway power system into a paralyzed state, the railway transportation will be very big impact, the railway can not realize the normal operation, to bring a lot of unnecessary losses to the railway and passengers. This paper analyzes and studies the effects of snow disaster on railway power systems, and put forward a series of effective protection measures aiming at the influence produced and causes, aims to enhance the ability of anti ice and snow disaster of railway power system, ensure the snow disaster weather can still normal operation of railway.

Keywords: snow disaster of railway transportation; railway power system

中图分类号：U22 文献标识码：A

现阶段，很多电力设备都是暴露在外界的，尤其是铁路电力系统。在这种情况下，当冰雪灾害来临的时候，整个铁路电力系统的电网就会遭受到侵袭，从而出现闪路、短路以及断线等电力扰动现象。当铁路电力系统的输电走廊遭受到了冰雪灾害的破坏，电力输送的路径就会被改变，电力运行的方式也会发生改变，从而对整个电力系统的安全稳定运行造成极大的影响。当铁路电力系统遭受到了较大程度的影响，铁路运输也势必会受到与之相适应的影响，有时还有可能需要停运，给铁路部门以及乘客带来了诸多不必要的损失与伤害。就国土面积而言，我国是世界第二大国，横跨热带、亚热带以及温带。而且温带所占的面积比较大，四季分明，比较容易遭受到冰雪灾害的影响。然而在冬季，由于春节，许多在外务工人员都会选择火车作为自己回家的交通工具，这样铁路就必须承受较大的运输压力。在运输压力大的状况下，其电力系统再遭受到较为严重的影响，后果则比较严重。比如2008年的我国南方地区雪灾就是最好的实例。因此，对冰雪灾害中铁路电力系统的影响及应对措施进行研究与探讨具有非常重大的意义。

一、冰雪灾害对铁路电力系统的影响

（一）受外部原因影响

在严重覆冰的情况下，地方各种等级的电压架设的电力空线路会出现电力导线断线以及杆塔倾覆等现象，从而与其他临近的或者交叉的铁路电力线路产生出断线与倒杆的情况，造成接地、短路或者断路故障等断电现象产生[1]。当铁路路边的树木遭受到了较为严重的覆冰倾覆，铁路10KV自闭贯通线以及铁路配电所电源线等都会遭受到不同程度的侵袭，使得断线以及电力线路倒杆的现象在铁路电路系统中产生，造成接地、断路或者断路故障等断电现象产生。此外，当一方电网因遭受到了冰雪灾害的影响而发生故障，铁路电力系统中的电源线也会出现停电的情况，使得铁路变电所以及铁路配电所出现断电的现象。

（二）受自身原因影响

当铁路电力线路中的10KV贯通线以及铁路配电所电源线遭受到了较为严重的覆冰灾害，电杆就会出现倒杆或者开裂等现象，瓷瓶也有可能被炸裂，横担金具也有可能扭曲，从而产生接地、断路或者断路等电路故障[2]。

当10KV贯通线路发生断路现象之后，如果其自动装置动作投入得不够成功，为了将其尽快修复，则需反复地介入手动投入，使得短路电流会对调压器多次产生冲击，从而毁坏了调压器。而且受严重覆冰灾害影响，户外变压器也会产生不同程度的电气短路现象，使得变压器遭受到不同程度的损坏[3]。

当冰雪将负荷开关、隔离开关等户外设备冻住的时候，户外设备就有可能发生扭曲，无法正常对设备进行运行与操作，自然也就无法隔离出故障区。

二、铁路电力系统受冰雪灾害影响因素分析

（一）户外设备以及架空线路抗冰雪灾害的能力差

当铁路电力系统中的户外设备以及架空线路遭受到了较为严重的覆冰倾覆，巨大的负载力变会对导线进行覆压，使得导线出现拉伸的现象，从而增大了导线的张弛度，降低了导线的抗拉强度，而且受系统电动力以及外界风力等其他外力作用的影响还会出现导线断线的现象[4]。

当铁路电力系统长期承受着低温以及过重的压力与拉力的时候，瓷瓶就有可能发生炸裂，横担金具也有可能发生扭曲，电力系统中的金属部件如抱箍拉线等也有可能出现断裂的现象，在电力系统的运行过程中就会产生断落的现象[5]。

当铁路电力系统中的导线因冰雪灾害出现了断线的现象，最大的电杆就会在瞬间遭受到巨大的冲击力出现断裂，与之相邻的电杆也会产生不同深度的裂纹。

（二）应急方案薄弱

当冰雪灾害来袭时，地方电网与铁路电力系统都会遭受到不同程度的损伤，铁路电力系统对地方电网没有足够的停电事故估计，在冰雪灾害应急措施方面也没有充足的意识与方法，使得铁路电力系统中的配电所在冰雪灾害中要频繁遭受停电故障[6]。而且铁路电力系统对地方电网的依懒性比较强。如果地方电网没有得到有效的恢复，电力电路系统在供电方面也无法得到有效的恢复。

三、应对冰雪灾害对铁路电力系统影响的措施

（一）对铁路电力架空线路的建设标准进行适当地提升

对项目进行改造与新建的时候，可以采取对铁路电力架空线路的建设标准进行适当地提升方式，让其同国家电网公司架空线路建设的标准保持一致，并将16年一遇的110KV-220KV电力线路气象条件重现期提升到三十年一遇；十年一遇的10KV-36KV电力线路气象条件重现期提升到二十年或者三十年一遇[7]。在设计特殊区段或者重要线路的时候，可以使用差异化的方式，对铁路电力架空线路的安全设防水平进行提升，并对铁路电力系统中供电设施的安全可靠性进行保障。

（二）对10KV电力贯通线进行改造

根据相关数据及资料显示，当冰雪灾害来袭时，在故障总数中48%为10KV的电力贯通线，也就是说在铁路电力系统中10KV电力贯通线的抗灾能力不够强，需要通过改造的方式提升10KV电力贯通线的抗冰雪灾害能力。

对10KV电力贯通线进行改造的时候，可以将10KV自闭线全部改装成为全电缆，仍然采用保持架空10KV贯通线的方式，加强局部地段的抗冰雪灾害能力。这样，自闭线受到外部条件的影响因素就会大幅度地降低，从而故障率也能得以降低，确保在大多数情况下，铁路电力系统中至少还有一路可以使用的电源设备。而且与双电缆投资方案相比较，运用这一方案可以有效地节省成本与开支，而且只是废弃自闭线而已，没有较大且较为复杂的改造工作量。

（三）入户变电设备

当前，很多变电设备都被安置在户外，受冰雪灾害的影响，损毁较为严重。很多变电设备在遭受到冰雪灾害侵袭之后，就会出现短路的现象。但是如果将变电台改装成为室内变电装置或者箱式变电站，就可以在户内进行安装，从而在源头上对变电设备抗冰雪灾害的能力进行了提升。

四、结语

综上所述，在铁路电力系统中，受天气、气候等变化因素的影响比较大，尤其是冰雪灾害会严重影响到铁路电力系统的正常运行，严重的还会对整个输变电设备造成毁灭性的破坏，致使整个铁路电力系统进入瘫痪的状态。然而，铁路是非常重要的交通线路，尤其是冬季，受春运影响，需要承受非常大的运输力，如果铁路电力系统遭受到了影响，铁路运输能力也会遭受到不同程度的影响，从而给铁路部门以及乘客带来诸多的不便以及损失。因此，对冰雪灾害中铁路电力系统的影响及应对措施进行研究与探讨具有非常重大的意义。

【参考文献】

[1]陈为化，王超.冰雪灾害对电网的影响及危机调度研究[J]华东电力2010（02）：231-235.

[2]张恒旭，刘玉田.极端冰雪灾雪对电力系统运行影响的综合评估[J]中国电机工程学报2011（10）：52-59.

[3]张力晨.冰雪灾害对铁路电力系统的影响及应对措施[J]湖北电力2011（03）：51-52.

[4]侯慧，尹项根，游大海，陈庆前，童光毅，郑毅，邵德军.从2008年南方地区雪灾看电力系统设备缺陷[J]高电压技术2009（03）：584-590.

[5]孟夏.自然灾害对电力系统的影响及应对措施[J]煤炭技术2012（06）：47-49.

[6]吴昕婷.基于电力系统的自然灾害应急管理研究[J]武汉理工大学学报(社会科学版)2008(02)：283-285.

[7]张俊才.电力系统冰雪故障及其防护措施[J]内蒙古电力技术2010(02):194-197.