電氣化鐵路牽出線接觸網(wǎng)加裝電連接必要性的探討

冷旭

【摘? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)鐵路運(yùn)能運(yùn)力的要求越來(lái)越高，既有的車(chē)站面臨著大量的新線引入和更新改造。伴隨著新線的引入、既有站場(chǎng)貨物線的增加、供電臂機(jī)車(chē)對(duì)數(shù)的增加、電力調(diào)車(chē)機(jī)的增多，對(duì)電氣回路的供電能力要求也在提升。特別通過(guò)分析近幾年電氣回路不暢引起的事故案列，牽出線等支線電流回路不暢問(wèn)題占有較高的比例?；诖?，本文主要針對(duì)電氣化鐵路牽出線接觸網(wǎng)加裝電連接入手進(jìn)行探討，通過(guò)等效電路原理分析進(jìn)行必要性的探討，最終得出相應(yīng)的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】牽出線;電連接;等效電路;計(jì)算分析;指導(dǎo)意義

1.選題背景與意義

隨著我國(guó)鐵道電氣化的穩(wěn)步推進(jìn)及高速鐵路的跨越式發(fā)展，接觸網(wǎng)成為鐵路運(yùn)輸保障設(shè)備的重要組成部分。由于近些年車(chē)站貨場(chǎng)的增建、機(jī)待線（安全線）的增加、高速和普速車(chē)站間聯(lián)絡(luò)線的增加，對(duì)既有線路的電氣回流系統(tǒng)帶來(lái)了變化，對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)電氣連接回路的布局帶來(lái)了新的要求。

通過(guò)故障調(diào)查分析，電氣回路隱患在設(shè)備巡視檢查時(shí)，往往很難發(fā)現(xiàn)。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是隱患點(diǎn)多在兩個(gè)零部件的連接點(diǎn)且接觸緊密，且日常巡視檢查不易發(fā)現(xiàn)。二是電氣回路故障多是日積月累，經(jīng)過(guò)幾年甚至十幾年的演變，最終導(dǎo)致零部件的電腐蝕斷裂?，F(xiàn)場(chǎng)班組的巡視檢查多是進(jìn)行外觀等狀態(tài)的檢查，現(xiàn)有的檢測(cè)裝置在牽出線等場(chǎng)所進(jìn)行的檢測(cè)多無(wú)法覆蓋，存在檢測(cè)盲區(qū)。當(dāng)發(fā)生電氣回路問(wèn)題時(shí)，影響列車(chē)運(yùn)行時(shí)間多在2h以上，且多為高等級(jí)的事故。

根據(jù)上述背景，通過(guò)對(duì)牽出線接觸網(wǎng)加裝電連接必要性的探討，從現(xiàn)場(chǎng)工程測(cè)量入手，進(jìn)行接觸網(wǎng)系統(tǒng)的等效原理分析，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)班組的實(shí)際工作具有重要的的現(xiàn)實(shí)意義。

2.電氣化鐵路牽出線接觸網(wǎng)等效原理計(jì)算分析

2.1牽出線未加裝電連接等效原理計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際測(cè)算，軟橫跨單位長(zhǎng)度的實(shí)際阻值是單位正線線路阻值50-100倍左右，為了簡(jiǎn)化工程計(jì)算在這里取10倍。

關(guān)于等效電路圖的相關(guān)說(shuō)明：①為了方便計(jì)算，這里采用10倍的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明，計(jì)算采用電阻的Y-Δ變換進(jìn)行等效計(jì)算。②等效電路采用模擬5組軟橫跨（上下部固定繩），車(chē)站首端的電連接安裝于第5組軟橫跨后。③等效圖中的R為單位接觸網(wǎng)阻值，R軟為單位上下部固定繩的阻值，標(biāo)注不同的I為流過(guò)線索的電流，電流方向?yàn)樵O(shè)定方向。④工程計(jì)算忽略電連接的阻值。

計(jì)算過(guò)程分析：這里取R=1Ω，R軟=10Ω，通過(guò)Y-Δ等效變換得出：I1=0.829I總，I2=0.171I總，I3=0.724I總，I4=0.105I總，根據(jù)電路的基本原理，越靠近電連接的軟橫跨流過(guò)的電流越小。

2.2牽出線等效原理分析

根據(jù)以上電路的等效計(jì)算可以分析得出以下結(jié)論： ①正線與牽出線連接的首個(gè)軟橫跨分得的電流最大，越靠近站場(chǎng)方向（電連接）的軟橫跨分得的最小，依次呈遞減的趨勢(shì)（即越靠近電連接受到的保護(hù)越大）。②根據(jù)電路的特性，無(wú)論電力機(jī)車(chē)在站場(chǎng)方向受流取電還是在牽出線方向受流取電，均不會(huì)影響整個(gè)等效電路圖的電流分布布局。③軟橫跨電流的分布與電流的來(lái)向沒(méi)有任何關(guān)系，即變電所位于車(chē)站的哪一邊沒(méi)有關(guān)系。④同理，如果在第一組軟橫跨附近加裝1組電連接，則電流分布將發(fā)生變化，不再呈上述分布。將會(huì)導(dǎo)致距離電連接最遠(yuǎn)的一組軟橫跨分得更多的電流（即最中間那組軟橫跨），工程中該電流可以忽略不計(jì)，不會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響。

3.等效原理分析對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)意義

3.1對(duì)既有牽出線的指導(dǎo)意義

通過(guò)等效原理分析，體現(xiàn)了牽出線加裝電連接的重要性。針對(duì)早期設(shè)計(jì)未布置電連接或電連接距離牽出線最遠(yuǎn)端軟橫跨較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)牽出線最遠(yuǎn)端的設(shè)備開(kāi)展一次停電上網(wǎng)檢查，重點(diǎn)檢查定位器與定位支座的連接部分是否有電腐蝕現(xiàn)象，如有應(yīng)考慮對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行更換?，F(xiàn)場(chǎng)車(chē)間工區(qū)應(yīng)對(duì)此類(lèi)場(chǎng)所進(jìn)行電連接的補(bǔ)裝，消除供電安全隱患。

3.2對(duì)既有線改造和新線引入的指導(dǎo)意義

既有線的改造和新線的引入導(dǎo)致的站改施工，由于新增加的牽出線、安全線或機(jī)待線等線路較短，往往只有幾十米到幾百米，考慮到線路較短對(duì)電氣連接的要求不高，忽視了電連接的作用，導(dǎo)致經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，發(fā)生故障事故信息?，F(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)管時(shí)，應(yīng)將該線路放眼到整個(gè)電氣回路中進(jìn)行分析，對(duì)所有可能的取流電進(jìn)行等效分析，加裝必要的電連接，減少支撐裝置等作為回流支路的可能性。

3.3對(duì)接觸網(wǎng)電氣回路電連接安裝的指導(dǎo)意義

通過(guò)上述對(duì)牽出線的等效分析，可以進(jìn)一步延伸回流分析，進(jìn)一步指導(dǎo)接觸網(wǎng)回流的系統(tǒng)電連接的安裝分布。

（1）主導(dǎo)電回路中，關(guān)節(jié)電連接扮演著重要的作用。因此關(guān)節(jié)電連接的周期上網(wǎng)檢查和測(cè)溫貼片、紅外測(cè)溫槍的使用尤其重要，特別是非絕緣錨段關(guān)節(jié)電連接線夾的狀態(tài)。

（2）電腐蝕現(xiàn)象在接觸網(wǎng)中是較為普遍的現(xiàn)象，較小電流對(duì)設(shè)備的電腐蝕較輕，幾乎可以忽略不計(jì)較。但類(lèi)似軟橫跨等分流較多時(shí)，此類(lèi)電腐蝕就不能忽略，特別是在腐蝕的后期，隨著接觸薄弱點(diǎn)阻值的增大將進(jìn)一步縮短發(fā)生故障事故的時(shí)間。因此若發(fā)現(xiàn)該類(lèi)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處置并放眼到整個(gè)回流系統(tǒng)中進(jìn)行電路原理分析，對(duì)可能存在隱患的地方繼續(xù)檢查處置。

（3）通過(guò)上述的等效分析，進(jìn)一步說(shuō)明了在車(chē)站兩端機(jī)車(chē)啟動(dòng)的地方加裝股道電連接的必要性。一部分原因是車(chē)站兩端機(jī)車(chē)啟動(dòng)電流突增，其次是對(duì)車(chē)站軟橫跨（上下部固定繩）的保護(hù)。在驗(yàn)證車(chē)站兩端加裝股道電連接的必要性的同時(shí)，也驗(yàn)證了有的老的做法在長(zhǎng)大站場(chǎng)中間多加裝一組股道電連接。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以上通過(guò)對(duì)牽出線等效電路的計(jì)算分析，從電路基本原理入手，對(duì)接觸網(wǎng)牽出線加裝電連接的必要性進(jìn)行了論證說(shuō)明，并由此進(jìn)一步延伸探討接觸網(wǎng)回流系統(tǒng)中回流通路的重要性和電連接安裝的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)意義。