牵引变配电设备检修新工艺的设计与实操研究

一、引言

我国轨道交通事业的快速发展，牵引变配电设备（如牵引变压器、高压断路器、隔离开关、避雷器等）长期处于高负荷运行状态，设备老化、部件磨损等问题逐渐凸显。传统检修多采用“定期检修”模式，即按照固定周期对设备进行全面拆解检查，这种模式存在两大弊端：一是“过度检修”，部分状态良好的设备被反复拆解，反而缩短使用寿命；二是“检修不足”，隐藏在设备内部的故障难以被及时发现，可能引发供电中断、设备烧毁等严重事故。

二、传统牵引变配电设备检修模式的问题分析（一）检修周期固定，缺乏灵活性

传统检修严格按照“季度检、半年检、年检”的固定周期执行，未考虑设备实际运行状态。例如，部分新投运的牵引变压器，运行负荷低、状态稳定，却仍需按照年度周期进行拆解检修；而部分长期处于高负荷运行的断路器，可能在两次检修间隔期间出现触点磨损故障，却因未到检修周期而无法被及时发现，存在安全隐患。

（二）检测手段单一，故障预判能力弱

传统检修以“人工目视检查+简单仪器测量”为主，如通过万用表测量设备绝缘电阻、用红外测温仪检测表面温度等。这种方式只能检测设备表面或基础电气参数，无法深入判断设备内部状态。例如，牵引变压器内部的绕组匝间短路故障，早期无法通过表面检查发现，只有当故障发展到一定程度，出现油温异常升高、异响等现象时才能被察觉，此时已造成设备不可逆损坏。

（三）作业流程不规范，效率低下

传统检修作业缺乏标准化流程，不同检修人员的操作习惯差异较大。例如，在高压断路器检修中，部分人员先检查机械传动部件，再测量电气参数；部分人员则顺序相反，导致作业时间差异可达1-2 小时。同时，检修过程中缺乏信息化记录手段，检修数据多靠纸质台账记录，后续查询、分析困难，无法为设备状态评估提供有效支撑。

三、牵引变配电设备检修新工艺的设计（一）建立设备状态监测体系，实现故障预判. 数据采集维度：根据不同设备的特性，确定关键监测参数

牵引变压器：重点监测油温、油位、绕组温度、局部放电量、油中溶解气体含量（如氢气、甲烷、乙炔等）；

高压断路器：重点监测分合闸线圈电流、触点温度、机械操作次数、绝缘电阻；

避雷器：重点监测泄漏电流、动作次数、表面温度。

采集方式采用“在线监测+离线抽检”结合：在线监测设备实时传输数据至后台系统，离线抽检则每月对关键参数（如油中溶解气体）进行实验室精准检测，确保数据全面性。

2. 数据分析与预警：搭建设备状态分析后台，将采集到的数据与设备出厂标准值、历史运行数据进行对比，通过“阈值判断+趋势分析”生成预警信息。例如，当牵引变压器油中乙炔含量超过5μL/L（行业预警阈值），或连续一周油温上升幅度超过5℃/天，系统自动发出“一级预警”，提醒检修人员重点关注；当参数处于“正常-预警”区间时，发出“二级预警”，纳入重点跟踪对象。

（二）优化检修流程，实现精准检修

1. 日常巡检（每周1 次）：由运维人员携带便携式检测设备（如手持红外测温仪、局部放电检测仪），对设备外观、基础参数进行快速检查，重点核实在线监测系统的异常数据。巡检时长控制在2 小时内，无需拆解设

备，不影响设备正常运行。

2. 专项检修（按需触发）：当设备出现“一级预警”或运行满3 年（基础周期）时，启动专项检修。检修前根据状态监测数据制定“一设备一方案”，明确需检查的部件与检测项目。例如，针对高压断路器的“触点温度异常”预警，专项检修仅需拆解触点部位，测量触点磨损量、调整触点压力，无需对整个断路器进行全面拆解，检修时长从传统的8 小时缩短至3 小时。

（三）引入智能技术，提升检修效率与质量

1. 检修数据信息化管理：开发检修APP，检修人员在作业过程中通过 APP 记录数据（如检测参数、部件更换情况），数据实时同步至后台系统，自动生成设备检修档案。相比传统纸质台账，信息化档案查询时间从30分钟缩短至2 分钟，且可通过数据统计分析设备故障规律（如某型号断路器的触点磨损周期为2 年），为后续检修方案优化提供依据。

2. 辅助检测设备升级：引入无人机巡检（针对室外牵引变电所的高空设备）、内窥镜检测（针对变压器内部绕组）、超声波探伤仪（针对断路器机械部件）等设备，替代传统人工检查。

四、检修新工艺的实操验证（一）实操准备

1. 人员培训：对试点项目的20 名检修人员进行新工艺培训，内容包括状态监测系统操作、智能检测设备使用、标准化检修流程，培训后通过理论考试与实操考核，确保所有人员具备新工艺操作能力。

2. 设备部署：在试点牵引变电所部署在线监测设备（如油温传感器、局部放电监测仪），为检修人员配备修APP、内窥镜、超声波探伤仪等工具。

（二）实操过程与结果

1. 故障检出率提升：2023 年通过新工艺共检出设备故障12 起，其中早期故障（如变压器绕组轻微匝间短路、断路器触点磨损）8 起，占比 66.7%；而 2022 年传统模式共检出故障7 起，早期故障仅 2 起，占比 28.6% 。新工艺的故障检出率（尤其是早期故障）显著提升，避免了故障扩大化。

2. 检修效率提升：2023 年试点设备的平均检修时长为3.5 小时/台，较2022 年的4.7 小时/台缩短 25.5% ；同时，2023 年因检修导致的供电中断时长累计为8 小时，较2022 年的22 小时减少 63.6% ，大幅降低了对轨道交通运营的影响。

（三）实操过程中的问题与改进

在实操过程中，发现两个问题：一是部分老旧设备（运行超过10 年）无法适配在线监测系统，导致状态数据采集不完整；二是检修APP 在信号较弱的变电所内存在数据同步延迟问题。针对这些问题，采取以下改进措施：

1. 对老旧设备加装简易传感器（如外接式油温传感器），满足基础参数监测需求；对于无法加装传感器的设备，缩短离线抽检周期（从每月1 次调整为每半个月1 次）。

2. 在信号较弱的变电所内加装无线信号放大器，确保检修APP 数据实时同步；同时，APP 增加“离线存储”功能，在无信号时先存储数据，待信号恢复后自动同步。

结束语：总之，牵引变配电设备检修新工艺的应用，是轨道交通供电系统运维模式的重要升级，对推动轨道交通行业向“安全、高效、经济”方向发展具有重要意义。