試論站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒損隱患排查與整治方案

向俊杰

摘??要：雖然行車(chē)密度在不斷增大，鐵路車(chē)輛的運(yùn)行環(huán)境在不斷變化，但普速線站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒損的問(wèn)題依然沒(méi)有得到根本上的解決。防止站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為鐵路供電設(shè)備管理部門(mén)急需解決的問(wèn)題。通過(guò)走訪、調(diào)研、分析站場(chǎng)接觸網(wǎng)電氣燒傷故障的原因，提出了相關(guān)的防控標(biāo)準(zhǔn)和整改措施，大大降低了接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷故障的發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：站場(chǎng);接觸網(wǎng);電氣燒損;承力索

中圖分類(lèi)號(hào)：U226.8??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.025

接觸網(wǎng)故障分為機(jī)械故障和電氣燒損。站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備包括線岔、軟橫跨、關(guān)節(jié)和分段絕緣器等，電氣回路極為復(fù)雜，安全隱患較多，易發(fā)生斷線、零部件脫落甚至塌網(wǎng)、弓網(wǎng)等故障。接觸網(wǎng)設(shè)備故障具有破壞范圍大、危害性大、停電時(shí)間長(zhǎng)和恢復(fù)難度大等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了鐵路正常的行車(chē)秩序，引起了鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理單位的高度重視。

接觸網(wǎng)電氣燒傷故障在鐵路供電設(shè)備故障中所占的比例日趨增大，其產(chǎn)生的原因極為復(fù)雜，一般難以被發(fā)現(xiàn)，對(duì)設(shè)備的破壞程度較大。因此，應(yīng)該高度重視、認(rèn)真分析站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒損的影響因素，采取有效的隱患排查方法，并制訂有針對(duì)性的整治方案。

1??故障案例分析

在某工區(qū)天窗作業(yè)過(guò)程中，某站下行線3～13?#接觸網(wǎng)支柱間的接觸線有燒傷痕跡，集中發(fā)生在下行軟橫跨節(jié)點(diǎn)5?的定位環(huán)、斜拉線等的連接處。同時(shí)，7～9#下錨導(dǎo)線與專用線承力索的交叉處、專用線定位調(diào)節(jié)立柱的定位環(huán)連接處也有嚴(yán)重?zé)齻暮圹E?，F(xiàn)場(chǎng)零部件燒傷區(qū)域分布情況如圖1所示。

圖1??現(xiàn)場(chǎng)零部件燒傷區(qū)域的分布情況（序號(hào)為接觸網(wǎng)桿號(hào)）

檢修人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)燒傷初步判斷后發(fā)現(xiàn)，7～9#下錨導(dǎo)線與專用線承力索的交叉處距離較近，便臨時(shí)增加了1條一等位線（GJ-10）將其連接，連接后發(fā)現(xiàn)該區(qū)段的燒傷現(xiàn)象仍然存在。經(jīng)設(shè)備管理單位的專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析后認(rèn)為，引起燒傷的主要原因是：行走在專用線的電力機(jī)車(chē)需要從正線接觸線取流，但距離溝通導(dǎo)電回路最近的電連接（線岔電連接）距離13號(hào)支柱350?m，主導(dǎo)電回路迂回距離過(guò)長(zhǎng)，牽引電流的主要路徑從正線接觸線經(jīng)過(guò)軟橫跨固定繩，再流經(jīng)專用線承力索后傳至專用線接觸線，導(dǎo)致3～13#支柱間接觸網(wǎng)的定位環(huán)、軟橫跨斜拉線和定位調(diào)節(jié)立柱都參與了導(dǎo)流，而這些零部件的導(dǎo)流能力非常差，大電流通過(guò)時(shí)容易引起大面積燒傷。在加裝了等位線后，使專用線非載流承力索進(jìn)一步載流，但問(wèn)題并未解決，且繼續(xù)惡化。根據(jù)上述原因分析，決定拆除等位線，并在7～9#支柱間加裝1組電連接，連接專用線懸掛與錨段關(guān)節(jié)縱向電。這樣既解決了因線索距離過(guò)近而引起的放電問(wèn)題，又解決了該區(qū)段設(shè)備的燒傷問(wèn)題。執(zhí)行該方案后，該區(qū)段再未出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象。

2??事故原因分析

通過(guò)分析、處理本次站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備的燒傷隱患，證明站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備燒損是接觸網(wǎng)故障中較為復(fù)雜的問(wèn)題之一。?因此，應(yīng)加大故障的調(diào)查范圍，認(rèn)真分析、深入研究，找出接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷的根本原因，不能只局限于一個(gè)位置或一個(gè)區(qū)段，更不能以局部原因代替根本原因。目前，運(yùn)營(yíng)中的接觸網(wǎng)設(shè)備存在電氣燒傷的原因主要為導(dǎo)電回路不暢、迂回距離過(guò)長(zhǎng)和安全距離不足等。

2.1??導(dǎo)電回路不暢

接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路由饋電線、隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)引線、電連接線和接觸線等組成。導(dǎo)電回路不暢易導(dǎo)致接觸網(wǎng)導(dǎo)電設(shè)備發(fā)生燒傷故障。比如接觸網(wǎng)承力索、軟橫跨斜拉線和固定繩等線索燒斷，以及接觸網(wǎng)懸吊滑輪、定位鉤和定位環(huán)等設(shè)備燒損。此外，電氣設(shè)備接觸不良、線夾接觸電阻過(guò)大或線索載流能力不足均會(huì)導(dǎo)致主導(dǎo)電回路供電遇到“瓶頸”，進(jìn)而造成接觸網(wǎng)線夾燒傷和線索燒斷。以電連接線夾為例，電連接通過(guò)最大電流為I，電連接線夾接觸電阻為R，則發(fā)熱功率P=I2R.因此，在很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，且隨著時(shí)間的推移，?一組完全符合工藝要求的電連接線夾的接觸電阻會(huì)以ΔR為基數(shù)每年遞增，發(fā)熱功率的增量為ΔP，且由于接觸電阻過(guò)大，部分牽引電流會(huì)經(jīng)過(guò)非載流或載流能力差的零部件，后果將不堪設(shè)想。此外，導(dǎo)電回路不暢的另一表現(xiàn)形式為接線錯(cuò)誤。主導(dǎo)電回路接線錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)將非載流設(shè)備接入回路中，主要表現(xiàn)為絕緣錨段關(guān)節(jié)處隔離開(kāi)關(guān)引線、縱向電連接和站場(chǎng)股道電連接等將承力索接入主導(dǎo)電回路。由此可見(jiàn)，承力索將成為整個(gè)導(dǎo)電回路中的“瓶頸”，長(zhǎng)期運(yùn)行后必然發(fā)生燒損故障。

2.2??迂回距離過(guò)長(zhǎng)

雖然站場(chǎng)有股道電連接和大量的線岔電連接，但對(duì)于一些專用線、牽出線而言，主要靠線岔電連接供電。當(dāng)機(jī)車(chē)在某位置取流時(shí)，主導(dǎo)電回路因電連接距離較遠(yuǎn)而無(wú)法滿足機(jī)車(chē)取流需要，導(dǎo)致供電不足，使部分牽引電流通過(guò)軟橫跨固定繩等非載流設(shè)備，進(jìn)而引起電氣設(shè)備燒傷。

2.3??安全距離不足

事故現(xiàn)場(chǎng)存在承力索與承力索、承力索與加強(qiáng)線、接觸線與軟橫跨下部的固定繩、非支承力索與軟橫跨上部的固定繩距離較近的情況。雖然采用同一饋線供電，但處于不同錨段的不同位置，電位也不盡相同，加之弛度變化、風(fēng)力作用和機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)因受電弓抬升振動(dòng)作用而導(dǎo)致線索間距離縮短等因素，最終形成放電拉弧。此外，順線路方向接觸懸掛無(wú)電區(qū)的感應(yīng)電易與距離較近的線索（比如軟橫跨固定繩）發(fā)生拉弧現(xiàn)象。

3??排查和整治方案

站場(chǎng)內(nèi)的電氣回路較為復(fù)雜，具有點(diǎn)多、面廣等特點(diǎn)，如果不徹底整治，則極易發(fā)生設(shè)備燒損故障。在日常巡視中，難以發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備燒損現(xiàn)象，一旦發(fā)生故障后，影響范圍會(huì)逐漸擴(kuò)大。為了確保供電安全，在日常巡視、檢修的過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)排查、整治管內(nèi)站場(chǎng)接觸網(wǎng)設(shè)備的燒損現(xiàn)象，防止發(fā)生因設(shè)備燒損而引發(fā)的各類(lèi)故障。

3.1??線岔部分

3.1.1??更換與正線相關(guān)的鋁質(zhì)線岔電聯(lián)接

與正線相關(guān)的所有鋁質(zhì)線岔電聯(lián)接應(yīng)更換為銅質(zhì)電聯(lián)接。

3.1.2??更換正線與側(cè)線并行區(qū)段的電聯(lián)接

在正線與側(cè)線（或渡線）并行區(qū)段兩端的開(kāi)口處，采用鋁質(zhì)電聯(lián)接的應(yīng)更換為銅質(zhì)電聯(lián)接，沒(méi)有采用鋁質(zhì)電聯(lián)接的應(yīng)加裝銅質(zhì)電聯(lián)接。

3.2??既有股道部分

與正線相關(guān)的既有股道電聯(lián)接應(yīng)全部更換為銅質(zhì)股道電聯(lián)接。

3.3??承力索交叉部分

承力索交叉部分的改進(jìn)措施分為以下3方面：①承力索摩擦處應(yīng)采取加裝預(yù)絞絲防磨條、降低下部承力索的高度等辦法解決相磨問(wèn)題。如果承力索已經(jīng)磨傷，必須依據(jù)檢規(guī)要求補(bǔ)強(qiáng)或截?cái)嘀刈鼋宇^。②在所有承力索相磨和承力索交叉垂直間距<200?mm的部位，如果2條承力索間沒(méi)有直接安裝線岔電聯(lián)接，則必須在2條承力索交叉點(diǎn)附近加裝等位線（等位線不應(yīng)安裝在防磨條等部位）。③鋁覆鋼承力索區(qū)段等位線采用LJ-50（加裝兩三個(gè)彈簧圈）+1個(gè)異徑并溝線夾;銅承力索區(qū)段等位線采用軟銅絞線（載面積≥10?mm2）+1個(gè)銅并溝線夾（或銅異徑并溝線夾）。所有等位線的2條承力索間應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，裕度必須能保證線索的伸縮需要，且保證等位線任何一點(diǎn)折斷、脫落后不會(huì)侵入受電弓限界。

3.4??接觸懸掛和軟橫跨部固定繩部分

3.4.1??保證工支接觸線與下部固定繩的間距

必須按照檢規(guī)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)出足夠的間距，防止受電弓打弓或燒損下部固定繩。檢調(diào)時(shí)，可通過(guò)調(diào)整下部固定繩的高度、更換懸吊滑輪、降低承力索的高度和降低接觸線的高度等方式調(diào)整下部固定繩與接觸線的高差。同時(shí)，必須保證其他設(shè)備的參數(shù)在規(guī)定范圍之內(nèi)。

3.4.2??調(diào)整各部件之間的間距

非支接觸線未定位、未懸吊、承力索未懸吊或直接穿越上、下部固定繩接觸線、承力索與軟橫跨上、下部固定繩的間距<200?mm時(shí)，可通過(guò)調(diào)整間距解決此類(lèi)問(wèn)題。

3.4.3??防止線索磨傷和接觸線燒損

在非支接觸線（已懸吊）與軟橫跨下部固定繩連接的改進(jìn)方法分為以下3種：①禁止非支接觸線與軟橫跨下部固定繩相磨。如果出現(xiàn)此類(lèi)情況，則必須調(diào)整間距，防止非支接觸線伸縮時(shí)磨傷線索。②通過(guò)夾環(huán)固定非支接觸線。應(yīng)檢查夾環(huán)和接觸線有無(wú)燒損。如果有燒損，則必須根據(jù)燒損程度確定處理措施（比如更換夾環(huán)、補(bǔ)強(qiáng)接觸線等）。同時(shí)，如果夾環(huán)為鋼質(zhì)材料，則應(yīng)換為銅質(zhì)材料的夾環(huán)。③采用非夾環(huán)的方式固定非支接觸線與軟橫跨下部固定繩，且間距<200?mm時(shí)，應(yīng)調(diào)整相關(guān)線索，使之符合要求。

3.5??供電線在站場(chǎng)內(nèi)的上網(wǎng)部分

所有在站場(chǎng)內(nèi)上網(wǎng)的變電所、分區(qū)所供電線必須在上網(wǎng)引線處（上網(wǎng)引線處安裝困難時(shí)，可在引線同一跨距內(nèi)附近）加裝一組銅質(zhì)股道電聯(lián)接。銅質(zhì)股道電聯(lián)接（承力索間）需要整根安裝，并將正線股道與同組軟橫跨內(nèi)的同邊側(cè)線股道可靠電氣連接（帶分段側(cè)線和帶分段貨物線的兩分段絕緣器內(nèi)側(cè)的懸掛除外）。

3.6??軟橫跨內(nèi)牽出線部分

在所有軟橫跨內(nèi)牽出線結(jié)構(gòu)中，應(yīng)在牽出線最外側(cè)的軟橫跨附近加裝1組銅質(zhì)股道電聯(lián)接，并將牽出線與正線并聯(lián)。如果該組軟橫跨處有側(cè)線或渡線與正線并行，則牽出線、正線和側(cè)線（或渡線）都需可靠電氣連接。

3.7??軟橫跨內(nèi)與正線相鄰的帶分段側(cè)線部分

在所有軟橫跨內(nèi)與正線相鄰的帶分段側(cè)線結(jié)構(gòu)中，應(yīng)在該側(cè)線兩分段絕緣器外側(cè)的軟橫跨附近加裝1組銅質(zhì)股道電聯(lián)接，并將該支側(cè)線與正線并聯(lián)。

3.8??下錨支穿過(guò)軟橫跨下錨的部分

在車(chē)站兩端的側(cè)線或渡線穿過(guò)軟橫跨下錨，且該組軟橫跨內(nèi)只有正線懸掛和該下錨支懸掛時(shí)，此種設(shè)備結(jié)構(gòu)原理類(lèi)似于軟橫跨內(nèi)牽出線結(jié)構(gòu)，其與正線相交的線岔電聯(lián)接應(yīng)改為銅質(zhì)電聯(lián)接。當(dāng)臨近距離<200?mm時(shí)，應(yīng)在下錨前的最后一組軟橫跨外側(cè)（軟橫跨靠下錨方向2?m的范圍內(nèi)）的下錨支與正線股道間加裝1組銅質(zhì)股道電聯(lián)接。在此種結(jié)構(gòu)中，用夾環(huán)固定的接觸線不需再將等位線與下部固定繩連接。其典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2??軟橫跨加裝股道電聯(lián)接的位置

3.9??電聯(lián)接部分

應(yīng)檢查所有舊電聯(lián)接的線夾，打磨干凈線索、線夾，同時(shí)，應(yīng)按要求涂抹導(dǎo)電膏（縱向電聯(lián)接、上網(wǎng)點(diǎn)處橫向電聯(lián)接應(yīng)每年全面檢查一次，其他電聯(lián)接應(yīng)每隔2年全面檢查一次），在已安裝有銅質(zhì)電聯(lián)接的錨段關(guān)節(jié)、線岔等處，拆除全部既有的鋁質(zhì)電聯(lián)接。此外，還應(yīng)盡快完善電氣連接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，量化接觸電阻、零部件允許載流量等，從而便于檢修人員的操作。

整治過(guò)程中可能會(huì)造成線岔、分段等設(shè)備參數(shù)變化，因此，在隱患整治完畢后，必須復(fù)測(cè)相關(guān)設(shè)備參數(shù)，以確保整治后不出現(xiàn)新的問(wèn)題。

4??結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)認(rèn)真調(diào)研、分析接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷的原因，并結(jié)合管內(nèi)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施。采用上述措施后，保證了主導(dǎo)電回路暢通、防止了非正常的電流轉(zhuǎn)換、增加了安全距離控制，從而有效降低了接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷的發(fā)生概率。在今后工作中，我們將進(jìn)一步研究、探討，解決接觸網(wǎng)電氣燒傷中深層次的技術(shù)問(wèn)題，從而確保牽引供電的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]張韜.關(guān)于接觸網(wǎng)電氣燒傷問(wèn)題的探討[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.

[2]董昭德.接觸網(wǎng)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

〔編輯：張思楠〕

On?the?Station?Catenary?Burning?Electrical?Equipment?Troubleshooting?and?Remediation?Programs

Xiang?Junjie

Abstract：?Although?the?traffic?density?is?increasing，?rail?vehicle?operating?environment?is?changing，?but?the?general?speed?line?station?equipment，?electrical?catenary?burning?issue?has?not?been?solved?fundamentally.?Catenary?station?equipment?to?prevent?the?occurrence?of?an?electrical?burn?railway?power?supply?equipment?failure?has?become?an?urgent?problem?management.?Through?visits，?research，?analysis?station?catenary?electrical?burns?cause?of?the?problem，?put?forward?relevant?prevention?and?control?standards?and?corrective?measures，?greatly?reducing?electrical?burns?catenary?equipment?failure?rate.

Key?words：?station;?catenary;?electrical?burning;?catenary