铁路牵引变电所现场施工工法

铁路牵引变电所施工工法

中铁二十局电气化工程有限公司

1.前言

铁路电力牵引变电所是将国家超高压电网110KV的电压转变为适应于铁路牵引机车使用的25KV（±10%）的转换设备，该设备为铁路运输提供了可靠的、安全的、环保的能源动力。铁路牵引变电所的施工是铁路站后四电工程中重要的一环，它的建成为铁路最后的开始运营起到了至关总要的一步。铁路牵引变电所施工工法是一种新型的、先进的施工工艺方法，尤其是该工法采用平行作业的施工方法，缩短了施工时间，合理地安排了施工工序，极大地提高了施工效率，确保了施工安全，应用于大西高铁工程、集通铁路工程、黄韩侯铁路工程等，并于2015年12月通过中铁二十局集团工程有限公司科技成果鉴定，经专家评审为国内领先水平，对类似工

程施工具有积极的借鉴和推广作用。

2.工法特点

采取平行作业，极大地提高了施工效率

室内外展开平行作业，室内设备安装和室外设备安装同时展开，合理地利用地理地形、人力资源、施工器具，最大限度地多方位开展施工工序，不仅使各种资源得到了充分的利用和发挥，而且缩短了施工时间，极大地提高了施工效率。

施工标准化、工艺程序化

基础施工、构架安装、主变压器安装、避雷器安装、母线施工、电缆施工等等施工工艺，已在多条铁路线上牵引变电所施工中应用，形成了很成熟的施工工艺，具有施工工艺程序化、施工技术标准化，具有施工工艺简单、节约材料、提高效率

等特点。

应用广泛具有推广价值

我国现有电气化铁路已经超过2万公里，在新建的高铁、国家铁路、地方铁路

中，机车牵引的制式以电力牵引为主，在对既有的铁路改造过程中也是将内燃机车牵引改为电力供电牵引，所以说铁路牵引变电所施工是未来铁路机车动力的主打制式，该技术具有应用广泛，极具推广价值等特点。

3.使用范围

本工法适用于高铁变电所、铁路专用线、客货共线、地铁、城市轻轨等铁路牵

引变电所工程项目的施工。

4.工艺原理

牵引变电所的功能是将三相的110KV(或220KV)高压交流电变换为两个单相的的交流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为25KV)供电，牵引变电所每一侧的接触网都被称做供电臂。该两臂的接触网电压相位是不同的，一般是用分相绝缘器隔离开来。相邻变电所间的接触网电压一般是同相的标准电压，期间除也用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器或隔离开关的操作，

实行双边(或单边)供电。

牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、动力变压器、自耦变压器(AT)、所用变压器几种；根据接线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。适合电力机车使用的的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强，这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。动力变压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电，电压等级一般为10KV，容量从几百至几千KVA不等。自耦变压器(AT)是AT供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引网每10～20km设一台，用以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。

5.工艺流程及操作要点

工艺流程

铁路牵引变电所施工工艺流程见图

①

③依据房建位置，用经纬仪测定一基准线，作为各基础的测量依据。用经纬仪测定各基础的中心桩，并做轴桩。在基础的轴桩之间拴上白线绳，标出基础的横、竖中心线。根据基础的深外形尺寸和利用白线绳标出的中心线，采用平行推移法测

出基坑的开挖边线。

④将测出的边线撒上白石灰粉标出，复核无误后，撤出白线绳即可开挖基坑。

基础开挖及浇筑

基础开挖包括主变压器基础、隔离开关基础、电流互感器基础、电压互感器基

础、断路器基础、避雷针基础等。

①构架电杆基础开挖按照设计深度进行开挖，按照构架的高度进行高度复测后

就可以进行构架的组立和焊接。

②室外设备基础开挖：开挖前，用砖块将基础侧设的辅桩围起来，防止作业过程中因为碰撞而移位。沿着基坑的开挖边线开挖，边开挖边修整，挖至设计桩。

③用水准仪复测坑深，无误后均匀夯实坑底。基坑挖好后，预留回填土，其余

弃土全部外运。

④复核坑位尺寸及深度无误后，根据基础类型支立钢模，并在钢模表面涂刷脱模剂。支立后的模板中心与基础中心重合，偏离误差小于1mm；预埋螺栓间距及外露尺寸符合设计要求，误差不大于2 mm。杯形基础杯底略低于标高30mm，便于立杆调

整。

⑤基础浇注采用原坑胚膜就地浇注法，当基坑易坍塌时采用模板支护浇注。混凝土用机械拌和，配合比、水灰比经试验选定，并在现场对水、砂、石料严格计量。浇注中避免发生离析现象，同一基础一次性连续浇注完毕；每层浇注厚度不超过300 mm，并用电动振捣棒充分捣固。本工程混凝土施工避开冬雨季。

⑥浇注完成后复核预埋螺栓尺寸，并按规定制作混凝土试块。基础的养护据气

候条件和规范要求，派专人负责实施。

构架（支架）组立

①混凝土基础强度达到设计强度的70%以上时，方可进行电气设备安装和杆上作

业；

②用于构架或支架的预应力钢筋混凝土电杆不得有纵、横向裂纹。电杆不应有

混凝土脱落及外漏钢筋等缺陷，弯曲度不应大于其全长的1%。

钢圈连接的混凝土电杆的焊缝不得有裂缝、夹渣及气孔，其咬边深度：当钢圈

厚度小于或等于10mm时，不得大于；当钢圈厚度大于10mm时，不得大于1mm。焊接

后的电杆弯曲度不应大于全长的2%。

③构架的电杆杆顶应封堵；杆段连接处的钢圈或法兰应作防腐处理。

④构架横梁及设备托架应平直、光洁，焊缝质量及表面防锈层应完好，弯曲度

不应大于其全长的5%。

⑤组立后的母线构架和设备支架应及时进行接地连接。

室外设备安装

室外设备包括：隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压断路器、避雷针、

防雷铁塔等。

①高压断路器的安装应注意以下几点：

室外高压断路器为六氟化硫（SF6）断路器，其安装应符合下列要求：高压断路器在运输和装卸过程中，不得倒置、碰撞或受到剧烈震动；高压断路器到达现场后要按照规定进行检查、验收；

高压断路器及操动机构的安装应垂直、牢固，底座或支架与基础间的调平垫片

不宜超过三片。

高压断路器的组装应在无风沙或雨雪且空气相对湿度小于80%的的天气进行，并

应做好防尘、防潮措施；

相间支持瓷套法兰宜在同一水平面上，相间距离误差不应大于5mm；

所有连接螺栓应设放松垫圈或锁紧螺母，导电及密封部位的螺栓使用力矩扳手

紧固，力矩值应符合产品的技术要求；

在联合动作前，根据产品类型及技术要求检查断路器的真空度或向断路器内冲

六氟化硫气体；

具有慢分、慢合装置的断路器，在操作过程中不得有卡组、滞留现象；

机械指示器的的分、合闸位置与断路器的实际状态一致；