接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷及其預(yù)防措施的分析研究

李麗紅

（大同煤礦集團(tuán)公司 礦山鐵路分公司，山西 大同 037003）

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路中的主要供電設(shè)備之一，一旦出現(xiàn)故障將會帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，及時(shí)預(yù)防和減少接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷故障，已成為一個(gè)重要的研究課題。

1 接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷原因分析

接觸網(wǎng)線路的日常運(yùn)營中，由于施工不嚴(yán)格、設(shè)計(jì)裕量不足、檢修工藝不當(dāng)、連接線夾在長期機(jī)械振動(dòng)下松動(dòng)、外界污染等因素的影響下，導(dǎo)致電氣連接部位接觸不良、連接處過熱、導(dǎo)流不暢、絕緣性能下降、接觸電阻增大，長期運(yùn)行下去將會加劇這些現(xiàn)象，造成主導(dǎo)電回路不閉合、導(dǎo)電通道迂回、局部載流量過大、零部件分流嚴(yán)重，使一些不具備導(dǎo)流能力的零部件過流燒傷、燒毀，從而引發(fā)供電故障。

1.1 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工原因，導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

1）近年來鐵路的提速和大功率機(jī)車的運(yùn)行，既有線路線徑的設(shè)計(jì)裕量已經(jīng)不能滿足機(jī)車持續(xù)載流需要，進(jìn)而頻繁引發(fā)接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷故障現(xiàn)象。例如云岡溝電氣化鐵路從2004年萬t運(yùn)煤專列運(yùn)行后，牽引電流常達(dá)800 A以上，但其各車站內(nèi)最初設(shè)計(jì)的銅接觸線TCG-85允許載流量只有550 A，長時(shí)間過負(fù)荷導(dǎo)致燒傷；僅2009年，云岡溝新高山車站接觸網(wǎng)導(dǎo)致4起電氣燒傷事故。

2）多股道站場內(nèi)立體交叉的接觸網(wǎng)線索、錨段關(guān)節(jié)、線岔處等,因施工時(shí)未能嚴(yán)格執(zhí)行安裝標(biāo)準(zhǔn)，受風(fēng)力、溫度變化、電力機(jī)車通過等因素作用，有壓差的帶電線索的絕緣距離不夠，發(fā)生弧光放電、燒傷設(shè)備的現(xiàn)象。

3）相同或不同材質(zhì)的線索間的線夾，采用點(diǎn)線式而不是面面式接觸、阻抗較大，加之連接件材質(zhì)和壓接工藝不合理、長時(shí)間運(yùn)行溫升過高，造成線索和線夾發(fā)生燒傷，例如饋線上網(wǎng)點(diǎn)采用的銅鋁過渡線夾。

4）電力部門施工時(shí)立桿不當(dāng)，造成短路接地；在上跨橋施工的臨時(shí)電線電纜、工器具、材料等脫落造成短路接地；山體噴漿時(shí)漿液、碎石、錨桿、臨時(shí)工具等造成的瞬時(shí)短路接地。例如2008年6月17日，云岡溝大西四場至小站分相處，因電力部門立鐵塔時(shí)碰觸到分相帶電的另一側(cè)，造成接觸網(wǎng)導(dǎo)線短路接地，嚴(yán)重?zé)齻?、張力下降，無法正常運(yùn)行，停運(yùn)近720min后通車。

1.2 主導(dǎo)電回路不暢，導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路，由承力索、接觸線、附加導(dǎo)線、隔離開關(guān)及其引線、分段和分相絕緣器、電連接等設(shè)備組成，這些設(shè)備之間通過各種型號的線夾連接，總稱其為電氣連接。

1）連接線夾因長期受機(jī)械振動(dòng)、外界環(huán)境、接觸線和承力索張力影響，或年久失修，導(dǎo)致連接件處因雜物、氧化等原因接觸不良，電阻增大、造成線夾處過熱燒熔，其它零部件（如吊弦、定位裝置等）燒損，接觸線和承力索斷股、斷線。

2）隔離開關(guān)引線與設(shè)備線夾、接觸網(wǎng)上線夾的接觸不良，燒壞線夾或燒斷引線、接觸網(wǎng)設(shè)備。隔離開關(guān)未定期檢修，動(dòng)靜觸頭接觸不良，合閘時(shí)大電流使觸頭燒傷、燒損。

3）接觸線、承力索、附加導(dǎo)線接頭處的導(dǎo)電情況不良，造成接頭處燒傷，線索斷股、斷線。

4）接地線損壞或丟失，在絕緣子發(fā)生擊穿、閃絡(luò)造成漏電時(shí)，泄露電流不足以使饋線開關(guān)保護(hù)動(dòng)作、跳閘，較長時(shí)間不能正常放電，致使接觸網(wǎng)支柱和隧道埋入桿件燒毀，設(shè)備過熱損壞。

1.3 接觸網(wǎng)檢修、運(yùn)營原因，導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

現(xiàn)行的鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程中，對電氣連接的各部件沒有明確的量化指標(biāo)，使得供電管理部門檢修時(shí)沒有具體的技術(shù)依據(jù)；加之運(yùn)營中受多種因素影響對接觸網(wǎng)設(shè)備很難定期更換，對運(yùn)營中的電氣連接缺乏行之有效的檢測方法和手段，容易造成設(shè)備隱患的排查疏漏，最終導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷。

1）在煤礦鐵路的定量裝車點(diǎn)和重污區(qū)附近的接觸網(wǎng)設(shè)備，由于長期處于煤渣和粉塵的污染中，導(dǎo)致懸式和棒式絕緣子、分段絕緣器、隔離開關(guān)等電氣連接設(shè)備的絕緣性能大大降低，經(jīng)常造成放電接地等電氣燒傷故障。例如為了防止裝卸時(shí)煤炭和車體凍住，云岡溝各礦定量裝車點(diǎn)在冬季裝車時(shí)都要噴灑防凍液（油質(zhì)液體），受風(fēng)力的作用，防凍液常被刮到裝車點(diǎn)附近的接觸網(wǎng)設(shè)備上，導(dǎo)致絕緣子、分段絕緣器等的絕緣性能降低、引發(fā)接地?zé)齻收稀?/p>

2）異物落在接觸網(wǎng)上造成短路、接地，燒毀線索和設(shè)備。例如跨越線、細(xì)鐵線、垃圾、樹枝等受惡劣天氣影響、被風(fēng)刮到接觸網(wǎng)上。

3）隧道結(jié)冰、漏水、遮導(dǎo)板脫落造成接觸網(wǎng)短路接地、設(shè)備燒傷。例如為開創(chuàng)大同云岡旅游業(yè)，市林業(yè)局對馬武山隧道上方的樹木定期澆水，僅2009年冬，就有6起因隧道漏水結(jié)冰引起接觸網(wǎng)設(shè)備的燒傷故障。

4）供電操作人員誤送電、誤停電、誤操作，電力機(jī)車內(nèi)部故障、電力機(jī)車司機(jī)誤闖無電區(qū)、弓網(wǎng)故障等，造成接觸網(wǎng)短路接地，燒傷接觸網(wǎng)。例如2005年5月23日，云岡溝黃土坡接觸網(wǎng)專用線隔離開關(guān)操作人員在機(jī)車進(jìn)站時(shí)誤操作（帶負(fù)荷打開隔離開關(guān)），造成隔離開關(guān)、分段絕緣器、接地線燒傷。

5）接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線對接地體的絕緣距離不夠，造成附加導(dǎo)線對地放電及其跨越接觸網(wǎng)放電；樹木侵入安全限界、鳥巢或自然災(zāi)害等原因造成接觸網(wǎng)短路接地。例如2006年3月18日，云岡溝云西站173號處回流線與瓷瓶脫開，被風(fēng)刮到接觸網(wǎng)的鋼支柱，造成短路接地、燒傷回流線及鋼支柱。

2 接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷預(yù)防措施

上述接觸網(wǎng)設(shè)備初始設(shè)計(jì)不合理、技術(shù)狀態(tài)不好、施工不規(guī)范、弓網(wǎng)接觸不良、外界災(zāi)害、維護(hù)不到位等原因，均可造成接觸網(wǎng)燒傷。所以要從設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)三方面進(jìn)行預(yù)防，可按接觸網(wǎng)相關(guān)規(guī)程及接觸網(wǎng)設(shè)備的實(shí)際情況，制定具體的檢修細(xì)則，切實(shí)提高設(shè)備供電質(zhì)量、減少設(shè)備電氣燒傷現(xiàn)象。

1）新建或改造接觸網(wǎng)線路時(shí)，都應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行《牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合鐵路重載、提速的趨向，合理選定接觸網(wǎng)的設(shè)備、線材、懸掛類型等；對既有線路長期承受大電流的小線徑線索，要及時(shí)改造，以適應(yīng)大功率機(jī)車持續(xù)載流的需要。

2）施工時(shí)要建立健全施工技術(shù)管理制度，實(shí)行全面質(zhì)量監(jiān)督管理，認(rèn)真編制實(shí)施施工組織方案，嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作規(guī)程，并做好工程質(zhì)量的驗(yàn)收工作。

3）大電流（500 A及以上）區(qū)段，盡可能增強(qiáng)主導(dǎo)電回路的暢通無阻、降低接觸電阻。①在載流承力索區(qū)段、電力機(jī)車經(jīng)常起動(dòng)的區(qū)、站場兩端咽喉區(qū)，增設(shè)股道電連接；在既有線路改造后，橫向電連接的間距由200～250 m減至為100～150 m。②采用銅合金整體吊弦、載流吊弦，減少環(huán)節(jié)斷點(diǎn)，降低接觸電阻，增加導(dǎo)流量。

4）饋線上網(wǎng)點(diǎn)處的電連接采用雙股連接方式；銅鋁過渡線夾采用內(nèi)包式，并規(guī)范安裝程序，涂絕緣防護(hù)層；以增大導(dǎo)流面積，降低接觸電阻和氧化程度。

5）按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求安裝電連接器，定期檢修和緊固連接件，打磨線夾和電連接線氧化部位，并涂導(dǎo)電膏。

6）在上跨橋下的接觸網(wǎng)導(dǎo)線兩端加裝絕緣套管，避免異物落下造成供電設(shè)備故障；在多股道站場內(nèi)立體交叉的接觸網(wǎng)線索處,加裝等位線連接兩交叉線索、消除壓差，或調(diào)整交叉線索間距，保證帶電兩線索間的絕緣距離大于200mm。

7）選派業(yè)務(wù)素質(zhì)高的技術(shù)骨干，每周對接觸網(wǎng)線路進(jìn)行夜間巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備受熱發(fā)紅、閃絡(luò)放電的隱患。對線岔和錨段關(guān)節(jié)處的電連接、站場的股道電連接、上網(wǎng)點(diǎn)，要利用“天窗”檢修點(diǎn)重點(diǎn)檢查，要及時(shí)更換不良線夾和電連接線。

8）對既有線路和改造后的線路要縮短檢修周期，制訂適合本供電區(qū)段的檢修計(jì)劃，對線夾和線索連接處定期進(jìn)行檢查，消除接觸部位的氧化物、電腐蝕物，對內(nèi)部燒傷嚴(yán)重的連接零件要及時(shí)更換，確保電氣連接狀態(tài)良好。

9）對上跨橋和接觸網(wǎng)附近的施工，供電部門要簽訂安全協(xié)議，建立聯(lián)系方式，制定安全防護(hù)措施；并在這些地方設(shè)立警示牌，監(jiān)督檢查施工現(xiàn)場作業(yè)程序，危險(xiǎn)施工段要派人全過程盯守，確保施工作業(yè)安全受控。

10）加大科技投入，購置先進(jìn)測試儀器，要定期對接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行溫度及技術(shù)數(shù)據(jù)的檢測，發(fā)現(xiàn)異常立即檢修整治。

3 結(jié)束語

隨著鐵路的跨越式發(fā)展，接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷故障的防治越加重要；供電管理部門只有提升設(shè)計(jì)、施工、檢修運(yùn)營水平，采用先進(jìn)的設(shè)備、施工工藝、智能化監(jiān)控手段，才能做到早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早整治，減少接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷故障。

[1]張道俊.接觸網(wǎng)運(yùn)營檢修與管理[M].北京:中國鐵道出版社,1996.

[2]中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].北京：中國電力出版社，2004.