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摘要：高速铁路是铁路未来的发展方向，各国都投入大量人力物力进行高铁建设。近十年，我国高速列车得到了快速发展，但也暴露一些问题。例如，动车组可靠性故障会造成动车经常性的晚点以及运行安全报警等问题，给高铁的运营推广带来了阻力。在高速铁路快速发展的背景下，分析提出了牵引供电系统安全风险评估面临的数据信息不完备性与不确定性、服役环境复杂性、故障诊断与维修模式不足等问题与挑战。文章重点论述了提高高速铁路牵引供电系统可靠性的措施，仅供参考。
关键词：高铁；供电系统；可靠性；措施
1牵引供电系统的简介
1.1高速铁路引入牵引供电系统
电力牵引是一种新型的铁路牵引动力的形式。在城市交通运输中，电力牵引是使用最为广泛的牵引方式，将电能转换为机械能以驱动列车的前进，高速铁路动车组和城市轨道交通车辆的运行形式就是以电力牵引为主。根据牵引供电的标准不同，分为单相交流电和单相直流电。高速铁路的电气化系统在中国大多使用直流牵引系统，用于电力牵引系统的主要是在城市轨道交通运输系统中。
1.2电力牵引特性
牵引电机本身没有燃料的消耗，可以使用再生能源，电力牵引供电系统与大容量电气系统对接，电能总量是有保证的；电力机车动车组的启动加速系统具有承载能力强等特点，可满足所有的现代交通运输工具快速运行所需要的运输动力；造成的空气污染和环境（噪声）影响比较小，有利于改善交通区域的环境条件；电力牵引供电系统的工作效率较高，远远超越著名的蒸汽机车牵引动力系统，比后来的内燃机机车牵引系统还要优异，是个独特的发展阶段；高铁信息技术广泛应用微电子技术，电力机车进行实时就可以检测故障，可以实现驾驶自动化，对于电力系统进行监测和远程控制，电力牵引系统更有利于实现信息的自动化，从而大大提高了工作效率。有利于长铁路电气化的发展，推动了运输业的发展。
2牵引供电系统主要存在问题
2.1高压电缆故障分析
高速铁路的牵引变电所、开闭所、AT所、分区所的27.5kV馈出线大部分采用高压电缆架设，进出高压室开关柜的线路也大都采用高压电缆敷设。但由于存在高压电缆材质不良，电缆敷设不规范，电缆金属护套接地方式选取不当，以及对电缆的监测和维护不到位等原因，导致高压电缆故障频繁发生，影响供电安全。
2.2电气绝缘故障分析
电气化铁路牵引网结构相对复杂，导线数量较多。如京沪高铁线主要采用AT牵引供电方式，而青荣城际线则采用带回流的直接供电方式，供电方式不同至使导线的架设方式、绝缘距离要求也不尽相同。但由于工程设计和实施中对导线的绝缘间隙设置不合理，控制不到位，日常运营管理中对绝缘部件清扫不及时，对导线附近的建筑物、树木、鸟窝、覆冰等物体防护处置不当，容易造成电气绝缘不良而引发接触网接地故障。
2.3设备性能衰退因素
牵引供电系统由大量的接触网、电缆、变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器及二次设备等组成.设备故障停运是系统失效的根本原因，而造成停运是由设备性能衰退开始逐步引起的.设备故障的产生、发展必然经历一个时间过程，看似偶然的故障也必然有其内在机理与规律性，即使是突发性故障也存在孕育、发展的时期，只是这个时间极短存在而已.虽然设备在设计、制造、出厂试验等环节考虑了可靠性问题，例如牵引变压器的过载能力、接触网的耐磨特性等，但从投运开始设备便随时间推移进入逐步老化或疲劳、磨损的过程，具有发生故障的可能性.在不考虑突发性事件影响的前提下，这种可能性具有趋势性和累积效应，绝大多数情况随时间递增。
3提高高速铁路牵引供电系统可靠性的措施
3.1雷击承力索和正馈线的防护
目前来说，我国的高速铁路雷电防护在直击雷方面还未制定相应的措施，直击雷对高速铁路的危害严重，需要恰当的防护，更需国家制定相应措施，而在制定时参考的依据可以以电力系统110kv线路的防雷措施。可以使用提升保护线，专用避雷针，回流线等相应的防护措施。据资料显示，哈大线等线路在改造时就架设了专用避雷针，海南东环线将回流线温度升高，代替避雷针。这些改革措施，都取得了比较好的效果。
3.2减少高压电缆故障的措施
3.2.1确保高压电缆材料质量
高速铁路使用的高压电缆应选用交流、单芯、铜导体，保护层为非磁性金属铠装层的27.5kV单项交流交联聚乙烯绝缘电缆，不得采用35kV普通电力电缆代替。
3.2.2规范电缆敷设
电缆敷设严格按照工艺标准实施，电缆在任何敷设方式及其全部路径条件的上下左右改变部位，都应满足电缆允许半径的要求，允许弯曲半径不得小于电缆外径的20倍，施工时注意不得损伤电缆。上下行供电线电缆应分沟敷设，电缆穿越道路、铁路时，应采用高强度PVC管穿管敷设，用作供电线的电缆必须敷设在电力电缆槽内时，应采取措施与电力电缆进行隔离。
3.2.3设置电缆温度在线监测装置
为加强对高压电缆的在线监测，应对牵引供电系统所有的高压电缆和电缆头设置在线温度监测装置，当运行中高压电缆和电缆头温度异常变化时，监测装置能及时告警，并提醒值班人员进行处理。
3.3故障的处理措施
针对高速铁路牵引供电系统的故障处理，除了日常监测检测手段外主要采用故障后处理的方式，即在故障发生后对故障进行诊断与排除.然而，这种方式易造成设备损坏、线路停运甚至人员伤亡等严重后果，不仅导致产生高昂的设备维修或更新成本，还极可能造成降速停运、人身安全、社会声誉等方面不可估量的负面影响，出现风险范围扩大且风险后果恶化的情况.
维修维护模式也有待完善改进.目前的维修模式仍然采用计划周期修、人工日常巡检和事故后抢修相结合的被动模式，易发生维修不足或维修过剩的现象.牵引供电系统的修程修制源于对电力系统领域的维修规程、检修导则和技术标准等的参考，有部分则是直接套用普速铁路的现有规程，没有充分考虑高速铁路牵引供电系统的结构特点和服役条件，维修维护活动缺乏针对性，直接表现为效率较低下甚至错误指导维修工作的实施。
3.4减少异物對接触网的侵害
3.4.1加大接触网异物清除力度
维修人员可以通过提高登乘频率，不间断巡视并清除铁路附近易被大风吹起的杂物。同时深人调查沿线环境，掌握铁路沿线大风天气下易造成异物挂网处所的具体位置，并将重点区段纳入每日巡视计划。维修人员还要经常性地进行演练，提高清除作业的效率。
3.4.2减少鸟害对设备安全的影响
春冬交替时节，侯鸟筑巢频数增多，维修人员要提高巡视次数、坚持当天鸟巢当天清除原则、并在易筑巢地区加装风车驱鸟器、锚柱棘轮处、腕臂支撑与支柱联结处要进行人工封堵，同时在隔离开关处加装除鸟刺，最大限度降低鸟巢对接触网的安全运行影响。
结束语
综上所述，高速铁路牵引供电系统的可靠性涉及设计、施工、运营管理等多个环节。通过对电力牵引供电系统的了解认识，更深刻的理解接触网对我国高铁的应用，协调了牵引供电系统可能对临近线路接触网的影响。减少接触网的弊端，使得我国高铁在未来能够飞速的发展。
参考文献：
[1]卢碧红，张秉海，曲宝章.动车组牵引供电系统故障模式影响与危害分析[J].振动.测试与诊断，2016，01：97-101+200.
[2]周颖卓.试论高速铁路牵引供电系统雷电防护体系[J].科技展望，2016，08：123.
[3]何正友，冯玎，林圣，孙小军.高速铁路牵引供电系统安全风险评估研究综述[J].西南交通大学学报，2016，03：418-429.
[4]赵岩.高速铁路中的牵引供电系统及接触网供电系统[J].电子技术与软件工程，2016，17：235.
关键词：高铁；供电系统；可靠性；措施
1牵引供电系统的简介
1.1高速铁路引入牵引供电系统
电力牵引是一种新型的铁路牵引动力的形式。在城市交通运输中，电力牵引是使用最为广泛的牵引方式，将电能转换为机械能以驱动列车的前进，高速铁路动车组和城市轨道交通车辆的运行形式就是以电力牵引为主。根据牵引供电的标准不同，分为单相交流电和单相直流电。高速铁路的电气化系统在中国大多使用直流牵引系统，用于电力牵引系统的主要是在城市轨道交通运输系统中。
1.2电力牵引特性
牵引电机本身没有燃料的消耗，可以使用再生能源，电力牵引供电系统与大容量电气系统对接，电能总量是有保证的；电力机车动车组的启动加速系统具有承载能力强等特点，可满足所有的现代交通运输工具快速运行所需要的运输动力；造成的空气污染和环境（噪声）影响比较小，有利于改善交通区域的环境条件；电力牵引供电系统的工作效率较高，远远超越著名的蒸汽机车牵引动力系统，比后来的内燃机机车牵引系统还要优异，是个独特的发展阶段；高铁信息技术广泛应用微电子技术，电力机车进行实时就可以检测故障，可以实现驾驶自动化，对于电力系统进行监测和远程控制，电力牵引系统更有利于实现信息的自动化，从而大大提高了工作效率。有利于长铁路电气化的发展，推动了运输业的发展。
2牵引供电系统主要存在问题
2.1高压电缆故障分析
高速铁路的牵引变电所、开闭所、AT所、分区所的27.5kV馈出线大部分采用高压电缆架设，进出高压室开关柜的线路也大都采用高压电缆敷设。但由于存在高压电缆材质不良，电缆敷设不规范，电缆金属护套接地方式选取不当，以及对电缆的监测和维护不到位等原因，导致高压电缆故障频繁发生，影响供电安全。
2.2电气绝缘故障分析
电气化铁路牵引网结构相对复杂，导线数量较多。如京沪高铁线主要采用AT牵引供电方式，而青荣城际线则采用带回流的直接供电方式，供电方式不同至使导线的架设方式、绝缘距离要求也不尽相同。但由于工程设计和实施中对导线的绝缘间隙设置不合理，控制不到位，日常运营管理中对绝缘部件清扫不及时，对导线附近的建筑物、树木、鸟窝、覆冰等物体防护处置不当，容易造成电气绝缘不良而引发接触网接地故障。
2.3设备性能衰退因素
牵引供电系统由大量的接触网、电缆、变压器、断路器、隔离开关、互感器、避雷器及二次设备等组成.设备故障停运是系统失效的根本原因，而造成停运是由设备性能衰退开始逐步引起的.设备故障的产生、发展必然经历一个时间过程，看似偶然的故障也必然有其内在机理与规律性，即使是突发性故障也存在孕育、发展的时期，只是这个时间极短存在而已.虽然设备在设计、制造、出厂试验等环节考虑了可靠性问题，例如牵引变压器的过载能力、接触网的耐磨特性等，但从投运开始设备便随时间推移进入逐步老化或疲劳、磨损的过程，具有发生故障的可能性.在不考虑突发性事件影响的前提下，这种可能性具有趋势性和累积效应，绝大多数情况随时间递增。
3提高高速铁路牵引供电系统可靠性的措施
3.1雷击承力索和正馈线的防护
目前来说，我国的高速铁路雷电防护在直击雷方面还未制定相应的措施，直击雷对高速铁路的危害严重，需要恰当的防护，更需国家制定相应措施，而在制定时参考的依据可以以电力系统110kv线路的防雷措施。可以使用提升保护线，专用避雷针，回流线等相应的防护措施。据资料显示，哈大线等线路在改造时就架设了专用避雷针，海南东环线将回流线温度升高，代替避雷针。这些改革措施，都取得了比较好的效果。
3.2减少高压电缆故障的措施
3.2.1确保高压电缆材料质量
高速铁路使用的高压电缆应选用交流、单芯、铜导体，保护层为非磁性金属铠装层的27.5kV单项交流交联聚乙烯绝缘电缆，不得采用35kV普通电力电缆代替。
3.2.2规范电缆敷设
电缆敷设严格按照工艺标准实施，电缆在任何敷设方式及其全部路径条件的上下左右改变部位，都应满足电缆允许半径的要求，允许弯曲半径不得小于电缆外径的20倍，施工时注意不得损伤电缆。上下行供电线电缆应分沟敷设，电缆穿越道路、铁路时，应采用高强度PVC管穿管敷设，用作供电线的电缆必须敷设在电力电缆槽内时，应采取措施与电力电缆进行隔离。
3.2.3设置电缆温度在线监测装置
为加强对高压电缆的在线监测，应对牵引供电系统所有的高压电缆和电缆头设置在线温度监测装置，当运行中高压电缆和电缆头温度异常变化时，监测装置能及时告警，并提醒值班人员进行处理。
3.3故障的处理措施
针对高速铁路牵引供电系统的故障处理，除了日常监测检测手段外主要采用故障后处理的方式，即在故障发生后对故障进行诊断与排除.然而，这种方式易造成设备损坏、线路停运甚至人员伤亡等严重后果，不仅导致产生高昂的设备维修或更新成本，还极可能造成降速停运、人身安全、社会声誉等方面不可估量的负面影响，出现风险范围扩大且风险后果恶化的情况.
维修维护模式也有待完善改进.目前的维修模式仍然采用计划周期修、人工日常巡检和事故后抢修相结合的被动模式，易发生维修不足或维修过剩的现象.牵引供电系统的修程修制源于对电力系统领域的维修规程、检修导则和技术标准等的参考，有部分则是直接套用普速铁路的现有规程，没有充分考虑高速铁路牵引供电系统的结构特点和服役条件，维修维护活动缺乏针对性，直接表现为效率较低下甚至错误指导维修工作的实施。
3.4减少异物對接触网的侵害
3.4.1加大接触网异物清除力度
维修人员可以通过提高登乘频率，不间断巡视并清除铁路附近易被大风吹起的杂物。同时深人调查沿线环境，掌握铁路沿线大风天气下易造成异物挂网处所的具体位置，并将重点区段纳入每日巡视计划。维修人员还要经常性地进行演练，提高清除作业的效率。
3.4.2减少鸟害对设备安全的影响
春冬交替时节，侯鸟筑巢频数增多，维修人员要提高巡视次数、坚持当天鸟巢当天清除原则、并在易筑巢地区加装风车驱鸟器、锚柱棘轮处、腕臂支撑与支柱联结处要进行人工封堵，同时在隔离开关处加装除鸟刺，最大限度降低鸟巢对接触网的安全运行影响。
结束语
综上所述，高速铁路牵引供电系统的可靠性涉及设计、施工、运营管理等多个环节。通过对电力牵引供电系统的了解认识，更深刻的理解接触网对我国高铁的应用，协调了牵引供电系统可能对临近线路接触网的影响。减少接触网的弊端，使得我国高铁在未来能够飞速的发展。
参考文献：
[1]卢碧红，张秉海，曲宝章.动车组牵引供电系统故障模式影响与危害分析[J].振动.测试与诊断，2016，01：97-101+200.
[2]周颖卓.试论高速铁路牵引供电系统雷电防护体系[J].科技展望，2016，08：123.
[3]何正友，冯玎，林圣，孙小军.高速铁路牵引供电系统安全风险评估研究综述[J].西南交通大学学报，2016，03：418-429.
[4]赵岩.高速铁路中的牵引供电系统及接触网供电系统[J].电子技术与软件工程，2016，17：235.