電氣化鐵道接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式分相過(guò)電壓技術(shù)重點(diǎn)探析

摘要：電分相是接觸網(wǎng)中非常重要的結(jié)構(gòu)，由于電氣化鐵道牽引變電所對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行供電的饋線是存在差異的，需要在不同相供電臂基礎(chǔ)網(wǎng)相交的位置布置絕緣結(jié)構(gòu)。在鐵路運(yùn)營(yíng)中，電力機(jī)車(chē)通過(guò)關(guān)節(jié)式分相裝置時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高過(guò)電壓，造成牽引變電所頻繁跳閘，甚至燒損接觸網(wǎng)設(shè)備，影響鐵路運(yùn)營(yíng)安全。文章對(duì)電氣化鐵道接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式分相過(guò)電壓技術(shù)進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道；接觸網(wǎng)；隧道關(guān)節(jié)；分相；過(guò)電壓 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U225 文章編號(hào)：1009-2374（2016）23-0100-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.048

1 工程概況

改建鐵路成昆線廣通至昆明段擴(kuò)能改造工程中老東山隧道、秀良村隧道上下行內(nèi)共計(jì)4組7跨關(guān)節(jié)式電分相，無(wú)過(guò)電壓保護(hù)器，電力機(jī)車(chē)過(guò)分相時(shí)造成牽引變電所跳閘頻繁，影響機(jī)車(chē)、牽引設(shè)備正常運(yùn)行，昆明鐵路局要求治理。增設(shè)過(guò)電壓抑制器，為了便于設(shè)備檢修，在每臺(tái)過(guò)電壓抑制器引線上加裝隔離開(kāi)關(guān)。本工程的主要工作量為安裝12臺(tái)過(guò)電壓抑制器、12臺(tái)單極手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)、4km架空地線及4組接地極，同時(shí)進(jìn)行4處上網(wǎng)點(diǎn)整治工作。

2 鐵道接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式分相安裝技術(shù)

2.1 施工測(cè)量

施工測(cè)量流程圖如圖1所示：

在進(jìn)行施工操作時(shí)，需要根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖上的過(guò)電壓抑制器、隔離開(kāi)關(guān)、設(shè)備參數(shù)等將打孔的位置定位出來(lái)，保證安裝好設(shè)備后電氣距離和對(duì)地的安全距離。使用10m卷尺進(jìn)行測(cè)量，并按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定縱向距離，對(duì)于受到影響的地方要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。垂直線路施工時(shí)要在保證接觸網(wǎng)安全距離的同時(shí)，保證設(shè)備限界，不對(duì)車(chē)輛的安全行駛造成影響。

2.2 隧道內(nèi)上網(wǎng)點(diǎn)整治

隧道內(nèi)上網(wǎng)點(diǎn)整治施工流程如圖2所示：

操作要點(diǎn)：

第一步：將電纜過(guò)渡上網(wǎng)安裝好。

第二步：將原來(lái)的底座和隔離開(kāi)關(guān)拆除，然后進(jìn)行對(duì)新隔離開(kāi)關(guān)安裝造成影響的化學(xué)錨栓施工。

第三步：在安裝隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，將開(kāi)關(guān)方向搞清楚。

第三步：調(diào)整好隔離開(kāi)關(guān)。

第五步：在安裝過(guò)程中，如果上網(wǎng)電纜為三根，要按照?qǐng)D3安裝：

圖3 三根上網(wǎng)電纜的安裝

當(dāng)上網(wǎng)電纜為兩根時(shí)，需要將圖中的兩根電聯(lián)變換成一根，然后進(jìn)行上網(wǎng)點(diǎn)安裝。

第六步：進(jìn)行底座接地的安裝。將施工按照技術(shù)記錄填寫(xiě)好，并聘請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查施工質(zhì)量。

2.3 安裝隧道內(nèi)過(guò)電壓抑制器

安裝要領(lǐng)：第一，要根據(jù)設(shè)計(jì)土質(zhì)做好電壓抑制器的定位工作，并將上網(wǎng)路徑布置好；第二，進(jìn)行化學(xué)錨栓孔打孔種植；第三，將過(guò)電壓抑制器安裝好；第四，做好過(guò)電壓抑制器的上網(wǎng)安裝，如圖4所示。然后進(jìn)行設(shè)備接地安裝，將施工安裝技術(shù)記錄工作做好，并安排監(jiān)理工程師檢查施工質(zhì)量，并做好質(zhì)量檢測(cè)工作。

2.4 安裝隧道外供電線和接觸網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)

操作流程，在進(jìn)行施工時(shí)，要先安裝好電纜固定底座和隔離開(kāi)關(guān)底座，將隔離開(kāi)關(guān)安裝好，確保隔離開(kāi)關(guān)可以達(dá)到電器距離和限界要求。隔離開(kāi)關(guān)安裝施工流程圖如圖5所示：

開(kāi)關(guān)安裝前必須進(jìn)行電氣試驗(yàn)，合格后方可安裝，把設(shè)備本身的缺陷解決在安裝前；隔離開(kāi)關(guān)安裝前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，絕緣瓷柱應(yīng)光潔，無(wú)裂紋、破損等；鐵件防腐層完好，無(wú)銹蝕，零配件齊全。

安裝、調(diào)試方法及步驟符合產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，安裝尺寸符合設(shè)計(jì)圖；所有各連接部件緊固，各轉(zhuǎn)動(dòng)部分靈活，并涂以適合當(dāng)?shù)貧夂虻臐?rùn)滑脂；檢查各傳動(dòng)部件安裝位置正確，固定牢靠，傳動(dòng)齒輪咬合準(zhǔn)確，傳動(dòng)操作輕便靈活；確認(rèn)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向正確；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑良好，動(dòng)作平穩(wěn)、噪音小、無(wú)卡阻、沖擊等異常情況；機(jī)構(gòu)的分、合閘指示與開(kāi)關(guān)的實(shí)際分、合閘位置相符；隔離開(kāi)關(guān)合閘后觸頭間的相對(duì)位置、備用行程、分閘狀態(tài)時(shí)觸頭間的凈距或拉開(kāi)角度，符合產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)定；檢查隔離開(kāi)關(guān)的閉鎖裝置動(dòng)作靈活，準(zhǔn)確可靠；帶有接地刀的隔離開(kāi)關(guān)，確認(rèn)接地刀與主觸頭間的機(jī)械或電氣閉鎖準(zhǔn)確、可靠。

安裝好后將供電直線聯(lián)到兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)上，利用引線將電纜和隔離開(kāi)關(guān)的另一側(cè)連接到一起，要求達(dá)到電氣絕緣距離的要求，提高運(yùn)營(yíng)安全性，最后對(duì)供電線路、新設(shè)備、電纜連接的可靠性進(jìn)行了確認(rèn)。檢查后證明，設(shè)備的安全距離可以達(dá)到要求。施工完成后，填寫(xiě)施工安裝技術(shù)記錄，由監(jiān)理工程師檢查施工質(zhì)量，并簽字確認(rèn)。

3 過(guò)電壓防護(hù)效果

由于關(guān)節(jié)式分相中性段的導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生電容效應(yīng)，當(dāng)電力機(jī)車(chē)從中性段過(guò)渡區(qū)域通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁震蕩，受弓網(wǎng)作用的影響，會(huì)產(chǎn)生電弧和工頻過(guò)電壓，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生牽引變電所跳閘的情況。在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，受電弓進(jìn)出關(guān)節(jié)式電分相斷口分合閘操作不合理也會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，這些都會(huì)擾動(dòng)牽引供電系統(tǒng)內(nèi)部的電壓。過(guò)關(guān)節(jié)式分相產(chǎn)生的過(guò)電壓沒(méi)有規(guī)律性，過(guò)電壓的大小和相位角、網(wǎng)壓、中性段長(zhǎng)度、環(huán)境、行車(chē)密度等均有比較大的聯(lián)系。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)電壓可以達(dá)到95～130kV。當(dāng)瞬時(shí)幅值大于機(jī)車(chē)放電間隙的擊穿電壓時(shí)，就會(huì)擊穿放電間隙并造成變電所跳閘，甚至燒損接觸網(wǎng)設(shè)備，為了避免機(jī)車(chē)從關(guān)節(jié)式分相經(jīng)過(guò)時(shí)牽引變電所出現(xiàn)頻繁跳閘，在安裝過(guò)電壓抑制設(shè)備后，設(shè)備依據(jù)過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理，充分利用電容的吸收特性和頻率特性，治理操作過(guò)電壓的高幅值和高陡度，同時(shí)從根源上消除暫時(shí)過(guò)電壓，達(dá)到限幅降頻、保護(hù)高壓設(shè)備的目的。試驗(yàn)證明，列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓最大值為70.2kV，暫時(shí)過(guò)電壓消除。而沒(méi)有安裝過(guò)電壓抑制設(shè)備時(shí)，列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓最大值為86.3kV，持續(xù)時(shí)間會(huì)超過(guò)6.8s。過(guò)電壓抑制設(shè)備在廣昆鐵路應(yīng)用后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，對(duì)隧道關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓有明顯抑制作用，過(guò)電壓造成機(jī)車(chē)放電間隙擊穿的幾率有效減少，有效地保證電氣設(shè)備及電氣化鐵路供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的安全性及可

靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以實(shí)際工程為例，分析了隧道內(nèi)分相過(guò)電壓抑制器及相關(guān)設(shè)備配套改造施工方案，并分析了關(guān)節(jié)式分相技術(shù)的過(guò)電壓防護(hù)措施后取得的效果，運(yùn)用數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行了闡述，值得類(lèi)似工程借鑒參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 關(guān)于規(guī)范客運(yùn)專(zhuān)線接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)電分相設(shè)置的通知（鐵集成函[2010]474號(hào)）[S].2010.

[2] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.電力機(jī)車(chē)通過(guò)關(guān)節(jié)式分相過(guò)電壓研究[S].2007.

[3] 鐵路客運(yùn)專(zhuān)線技術(shù)管理辦法（試行）（200～250km/部分）（鐵科技[2009]116）[S].2009.

作者簡(jiǎn)介：韓小平（1984-），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司工程師，研究方向：工程管理。

（責(zé)任編輯：王 波）