接觸網(wǎng)外部安全風(fēng)險(xiǎn)分析及防控措施

李紀(jì)虎

摘要： 在我國(guó)的鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，接觸網(wǎng)的設(shè)備由于經(jīng)常裸露在外面，運(yùn)行環(huán)境是非常嚴(yán)苛的，因此，運(yùn)行的環(huán)境極其容易受到外部環(huán)境的影響而產(chǎn)生變化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于外部環(huán)境而造成的接觸網(wǎng)設(shè)備故障已經(jīng)達(dá)到了70%以上。因此，需要從根本上提高接觸網(wǎng)設(shè)備使用外部環(huán)境的能力，大幅度的降低設(shè)備故障率，保障機(jī)車(chē)的運(yùn)行安全。本文首先對(duì)接觸網(wǎng)的特點(diǎn)及要求進(jìn)行了概述；而后，對(duì)造成接觸網(wǎng)設(shè)備故障的外部因素做了分析；其次，針對(duì)這些外部安全風(fēng)險(xiǎn)提出了相對(duì)應(yīng)的措施。最后，以避雷為例，對(duì)采取措施之后的效果進(jìn)行了分析。

Abstract： In China's railway system， catenary equipment is bare outside， so the operation environment is very harsh， therefore， the operation environment is easily affected by external environment and produce change. According to incomplete statistics， the catenary equipment failure caused by external environment has reached more than 70% each year. Therefore， it is necessary to fundamentally improve the external environment of catenary device operation， so as to greatly reduce the equipment failure rate， and guarantee the safety operation of the locomotive. This article first introduces the characteristics and requirements of catenary， and analyzes the external factors of catenary device failure， and then proposes corresponding measures. Finally， in the case of lightning protection， the effect of the measures is analyzed.

關(guān)鍵詞： 接觸網(wǎng)；外部安全風(fēng)險(xiǎn)；防控措施

Key words： catenary；external security risk；prevention and control measures

中圖分類(lèi)號(hào)：U226.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）09-0126-03

0 引言

在現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中，列車(chē)已經(jīng)成為了人民出行最普遍的方式之一。在我國(guó)的鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，接觸網(wǎng)的設(shè)備由于經(jīng)常裸露在外部環(huán)境當(dāng)中，這就造成了外部環(huán)境當(dāng)中的很多因素會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)的外部設(shè)備造成不同程度的影響。因此，就需要采取一系列的措施來(lái)進(jìn)行良好的預(yù)防，保證機(jī)車(chē)的良好運(yùn)行，為人民的出行提供安全有力的保障。

1 接觸網(wǎng)外部因素分析

影響接觸網(wǎng)運(yùn)行的外部因素有環(huán)境、天氣和施工三種情況。天氣因素當(dāng)中有風(fēng)、雨、雷電、霧霾以及冰凍等，其會(huì)造成空氣絕緣不足、振動(dòng)、支柱倒塌、絕緣閃絡(luò)，以及零部件銹蝕等問(wèn)題。環(huán)境因素主要是包括空氣污染、異物入侵、危樹(shù)以及鳥(niǎo)害等，其會(huì)造成絕緣閃絡(luò)、零部件銹蝕、異物入侵、短接絕緣距離等問(wèn)題。施工方面則容易造成支柱受損、塌網(wǎng)斷線、絕緣不足，以及出現(xiàn)無(wú)電區(qū)等問(wèn)題。綜上這些情況都會(huì)影響接觸網(wǎng)運(yùn)行安全、干擾鐵路運(yùn)輸秩序。

2 安全風(fēng)險(xiǎn)防治措施

2.1 防風(fēng)害

①在山口、谷口以及橋梁等風(fēng)口處的跨距應(yīng)該比設(shè)計(jì)的時(shí)候所選用的標(biāo)準(zhǔn)小5到10cm，但是不宜大于50cm。

②在接觸懸掛的地方可以采取斜連型的布置，在各個(gè)部位當(dāng)中有螺栓的地方都應(yīng)該進(jìn)行加固并且采取可靠的防松措施。

③在結(jié)構(gòu)高度上可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p小，加裝腕臂支撐來(lái)進(jìn)行可靠的固定。

④對(duì)于零部件的部位，可以加裝鉤環(huán)，來(lái)進(jìn)行環(huán)環(huán)相連，采用軸銷(xiāo)的方式來(lái)進(jìn)行良好的連接。

2.2 防洪（雨）

①對(duì)支柱進(jìn)行深埋來(lái)防止支柱傾斜，對(duì)于底板和橫臥板的設(shè)置方面應(yīng)該盡量按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行。

②對(duì)于在填方區(qū)的支柱外緣部分，如果外緣和路基的邊坡小于500m的時(shí)候就應(yīng)該進(jìn)行采取培土，使得坡度和本來(lái)的路基達(dá)到相同的位置。

③對(duì)支柱的設(shè)置應(yīng)該盡量設(shè)置在排水通道之外的地方。

2.3 防雷

①采用架設(shè)避雷線的方式來(lái)進(jìn)行有效防雷。

②在重雷區(qū)加避雷器。

③避雷器絕緣外套及支持絕緣子優(yōu)先采用復(fù)合絕緣子。

④避雷器應(yīng)具有脫離器、計(jì)數(shù)器，而且還要具備實(shí)時(shí)對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的功能。

⑤所采用的避雷器，在安裝的時(shí)候需要盡量靠地，并且需要按照有關(guān)規(guī)范和產(chǎn)品說(shuō)明說(shuō)進(jìn)行周期性的檢查和實(shí)驗(yàn)，以確保避雷器的正常使用。

2.4 防污（霧）閃

①需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選擇絕緣部件，對(duì)于II、III、IV污穢區(qū)域，絕緣部件的選擇最好以有機(jī)絕緣子為先，或者涂抹防污閃材料。

②合理控制爬電距離。對(duì)于供電線、正饋線以及隧道內(nèi)等處以及III、IV污穢區(qū)域，要保證至少高于1600mm的接觸網(wǎng)絕緣爬電距離；對(duì)于0、I、II污穢區(qū)域，需保證至少高于1400mm的爬電距離。

③根據(jù)規(guī)定，按照污穢等級(jí)做好絕緣部件的定期清掃工作。

④對(duì)III、IV污穢區(qū)域的附鹽密度，有必要通過(guò)絕緣污穢檢測(cè)領(lǐng)示點(diǎn)的辦法做好定期測(cè)試。

⑤對(duì)于有機(jī)絕緣部件，需要通過(guò)壽命檢測(cè)試驗(yàn)的辦法對(duì)尚未明確規(guī)定的壽命加以預(yù)測(cè)，從而有針對(duì)性的制定防范措施。

2.5 防銹蝕

①在潮濕、污染比較嚴(yán)重區(qū)域做好防腐作業(yè)，選擇優(yōu)質(zhì)防腐材料，提升防腐性能。

②采購(gòu)的接觸網(wǎng)金具部件應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，接觸網(wǎng)線索也應(yīng)按照實(shí)際情況加以必要的防腐。

③軟橫跨直吊線、斜拉線等采用不銹鋼材質(zhì)。

④對(duì)于金屬支柱，除了要做好及時(shí)防腐外，還需通過(guò)熱浸鍍鋅工藝提升防銹蝕效果；并保持其附近1米環(huán)境內(nèi)的清潔，避免出現(xiàn)積水和雜物；且金屬支柱最好采用封閉式防護(hù)辦法，注意不能做基礎(chǔ)帽。

⑤拉線、各種需涂油的處所應(yīng)做涂油處理。

2.6 防冰害

①可通過(guò)封堵、引流等辦法，對(duì)跨構(gòu)筑物漏水點(diǎn)，如隧道、明洞等進(jìn)行消除，從而避免結(jié)冰點(diǎn)出現(xiàn)。

②冰雨天氣加強(qiáng)設(shè)備巡視，發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)覆冰及時(shí)啟動(dòng)預(yù)案。

③在冬季低溫低于0℃的低溫條件下，或者是遇到降雪天氣，最好停止接觸網(wǎng)停電作業(yè)，以便防范接觸網(wǎng)線索覆冰的發(fā)生。

2.7 防異物

①通過(guò)加裝預(yù)絞絲防護(hù)條的辦法對(duì)橋、隧道等接觸網(wǎng)線索進(jìn)行保護(hù)。

②橋梁附屬物的安裝應(yīng)確保穩(wěn)固性，能有效抵抗異物。

③對(duì)于10kv以下的廣播、通信線路等，若存在跨越接觸網(wǎng)的情況，最好與有關(guān)部門(mén)取得聯(lián)系溝通，做出及時(shí)的遷改。

2.8 防倒樹(shù)

①根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)必要的樹(shù)木清理工作，及時(shí)防范因風(fēng)力影響造成的接觸網(wǎng)帶電設(shè)備接地的情況發(fā)生。

②對(duì)于暫時(shí)不能做清理的樹(shù)木，可通過(guò)修枝、削頂?shù)绒k法做好防倒樹(shù)防范。

③加大與林業(yè)部門(mén)、產(chǎn)權(quán)單位的協(xié)調(diào)、溝通，通過(guò)媒體反映、積極爭(zhēng)取地方政府的支持，有步驟、有計(jì)劃的做好危樹(shù)整治工作。

2.9 防鳥(niǎo)害

①增加添乘巡視力度，及時(shí)做好鳥(niǎo)巢清除工作。

②在易搭建鳥(niǎo)窩的設(shè)備處所應(yīng)安裝驅(qū)鳥(niǎo)器或涂抹驅(qū)鳥(niǎo)劑。如果發(fā)現(xiàn)重復(fù)筑巢的情況，需找出現(xiàn)有驅(qū)鳥(niǎo)辦法的不足加以改進(jìn)，通過(guò)更換驅(qū)鳥(niǎo)器等手段做好接觸網(wǎng)運(yùn)行的鳥(niǎo)害防范。

2.10 施工（配合）

①做好施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和方案審定，同時(shí)設(shè)備管理單位還要根據(jù)施工方案，分階段、項(xiàng)目細(xì)化落實(shí)施工配合方案，進(jìn)一步明確施工配合的盯控重點(diǎn)。

②針對(duì)施工項(xiàng)目落實(shí)施工培訓(xùn)，保證人員素質(zhì)滿足施工及配合需要。

③安排認(rèn)真、負(fù)責(zé)，有能力的人員進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)安全盯控。

④建立監(jiān)管預(yù)警機(jī)制，對(duì)于存在安全風(fēng)險(xiǎn)、作業(yè)違章，以及不符合工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的施工項(xiàng)目要及時(shí)進(jìn)行安全預(yù)警，嚴(yán)重的要責(zé)令其進(jìn)行停工整頓。

⑤規(guī)范施工驗(yàn)收和缺陷整治，要做到先克缺后開(kāi)通。

⑥設(shè)備管理單位要對(duì)施工改造處所納入薄弱設(shè)備管理范疇，日常進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，并根據(jù)季節(jié)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)注。

⑦做好日常巡視、建立施工臺(tái)賬，杜絕無(wú)協(xié)議、無(wú)方案、無(wú)計(jì)劃的黑施工。

3 以避雷措施為例，對(duì)其效果的分析

電氣幾何模型的基本原理，是由雷云向地面發(fā)展的先導(dǎo)放電的通道，在頭部到達(dá)被擊中的物體之前，這個(gè)時(shí)候?qū)τ趽糁悬c(diǎn)還不是很確定，需要對(duì)先到達(dá)的物體進(jìn)行放電，電氣幾何模型如圖1。

在圖1當(dāng)中，r所代表的是雷電和避雷線、承力索以及大地的擊距，h代表的是避雷線和承力索的架設(shè)高度。

在此我們對(duì)不同線路形式的避雷線假設(shè)高度進(jìn)行分析研究。首先是單線線路的避雷線高度計(jì)算公式，在單線的線路架設(shè)避雷線之后，保護(hù)范圍就成了圖2中所示的，在圖1當(dāng)中，a為側(cè)面線界，也就是線路中心到支柱的距離，b為避雷線架設(shè)點(diǎn)S和B點(diǎn)之間的橫線距離。

從圖1當(dāng)中可以看出，當(dāng)雷電的先導(dǎo)頭部到達(dá)保護(hù)弧AB段的時(shí)候，雷電的放電將會(huì)向避雷線的地方進(jìn)行放電。如果雷電的先到頭部落到BD的界面之內(nèi)的時(shí)候，雷電就會(huì)擊中大地。運(yùn)用此種方式的情況下，承力索和接觸網(wǎng)都得到了很好的保護(hù)，在圖1中可以得出（rg-hc）2+（b-a）2=r2c

其次是復(fù)線鐵路避雷線的高度架設(shè)，如圖3所示。

復(fù)線鐵路并行的時(shí)候兩側(cè)相對(duì)應(yīng)的避雷線、接觸線以及承力索架設(shè)的高度是相等的，也就是說(shuō)rs=rg=rc，l為復(fù)線鐵路兩側(cè)線路中心的的橫向距離；d為點(diǎn)A到軌平面的垂直距離。

由圖3可知，線路兩側(cè)的避雷線的保護(hù)范圍在A處就可以相交，如果雷電的先到頭部落入到保護(hù)弧AB或者AB′的時(shí)候，雷電就會(huì)對(duì)兩側(cè)的避雷線進(jìn)行放電；但是如果當(dāng)雷電的先導(dǎo)頭部落入到BD或者B′D′的界面的時(shí)候，雷電就會(huì)擊中大地。運(yùn)用此種方式，兩側(cè)的避雷線可以對(duì)中間的承力索和接觸線起到良好的保護(hù)作用[3]。

如果以原點(diǎn)0建立坐標(biāo)系，兩個(gè)支柱之間的距離為2a+l，左邊承力索的坐標(biāo)為C（a，hc），右側(cè)承力索的坐標(biāo)就為c′（a+l，hc）。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，需要對(duì)接觸的外部環(huán)境進(jìn)行良好的區(qū)分，可以在很大程度上為接觸網(wǎng)的安全措施提供強(qiáng)有力的理論依據(jù)，并且要不斷的加強(qiáng)對(duì)接觸網(wǎng)外部環(huán)境的措施管理，比如研究架設(shè)避雷線、保護(hù)線等，提高接觸網(wǎng)的防雷水平；進(jìn)一步研究接觸網(wǎng)的在線融冰裝置，最大限度的改善接觸網(wǎng)的融冰效果。除此之外，還要和當(dāng)?shù)卣M成聯(lián)合機(jī)制，改善當(dāng)?shù)氐慕佑|網(wǎng)外部環(huán)境，最大程度的保證機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行。

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