接觸網(wǎng)燒傷故障原因分析及預(yù)防

余學(xué)林 上海鐵路局合肥供電段

隨著我國(guó)電氣化的不斷發(fā)展，運(yùn)行速度提高和電力機(jī)車運(yùn)行密度的增加，接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已越來(lái)越突出。而且由于接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷在事前不易被發(fā)現(xiàn)，極易造成接觸網(wǎng)中斷供電，影響行車，給鐵路運(yùn)營(yíng)造成巨大損失。因此，防止接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為供電段確保供電安全的一個(gè)重要課題。

1 主導(dǎo)電回路不暢引起燒傷

接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路是由饋電線、隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)引線、接觸線、電連接器等組成。主導(dǎo)電回路各部分之間的連接，是通過(guò)各種型號(hào)的線夾進(jìn)行連接的，我們稱這些線夾(如供電線夾、電連接線夾、導(dǎo)線接頭線夾等等)及其被連接的部分為主導(dǎo)電回路的電氣連接。

日常運(yùn)營(yíng)中，由于電氣連接各連接之間安裝不牢固、檢修工藝不當(dāng)?shù)仍蚴闺姎膺B接處接觸不良、電阻增大、主導(dǎo)電回路導(dǎo)流不暢等，引起連接處發(fā)熱，機(jī)械強(qiáng)度下降，兩導(dǎo)電面接觸壓力減小導(dǎo)致發(fā)熱愈加嚴(yán)重，接觸表面強(qiáng)烈氧化，產(chǎn)生的接觸電阻比導(dǎo)體本身電阻大得多(幾十倍甚至更大)。最后使接觸電阻大大增加，導(dǎo)致接觸處發(fā)熱劇增，形成惡性循環(huán)。其結(jié)果使線夾與線索連接松動(dòng)、變形甚至熔化。當(dāng)主供電回路不閉合、主導(dǎo)電通道迂回，牽引電流就要分流，使不具備導(dǎo)流能力的一些零部件過(guò)流燒傷、燒斷。

由導(dǎo)流不暢引起接觸網(wǎng)燒傷的情況有：

(1)電連接線夾與連接線接觸不良，接觸導(dǎo)流部分長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱，造成電連接線燒熔斷股、斷線或線夾燒熔、燒損，進(jìn)而造成其它相關(guān)部件燒損、燒斷線索事故。

(2)電連接線夾與接觸線、承力索接觸不良，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱，造成接觸線燒熔、斷線或承力索斷股、斷線。造成接觸網(wǎng)其他零部件（如吊弦，定位裝置）等燒損。

(3)隔離開(kāi)關(guān)引線與接觸網(wǎng)或設(shè)備線夾等接觸不良，造成承力索、接觸線燒傷斷線或隔離開(kāi)關(guān)引線及線夾燒損。

(4)隔離開(kāi)關(guān)失修，觸頭接觸不良，大電流通過(guò)使動(dòng)靜觸頭漸漸燒損而沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)。長(zhǎng)期如此，最后導(dǎo)致觸頭全部燒損。

(5)接觸線接頭導(dǎo)電情況不良，造成接頭燒傷、燒損。

(6)饋線處、加強(qiáng)處電連接器及接頭接觸不良，造成饋線、加強(qiáng)線燒斷股、斷線。

(7)接地線損壞或丟失，短路電流不能順利接地經(jīng)鋼軌流回牽引變電所，短路電流不足以使饋線開(kāi)關(guān)跳閘，可能造成隧道埋人桿件、支柱燒損。

(8)吸流變壓器引線的線夾與線索接觸不良，造成引線和線索、線夾燒斷股、斷線或燒傷。

(9)設(shè)計(jì)或施工原因構(gòu)成非正常電流回路，致使某些不應(yīng)有電流通過(guò)的地方通過(guò)了部分或全部牽引電流，造成線索或零部件燒損。

2 接觸網(wǎng)短路引發(fā)燒傷

變電所饋線跳閘絕大多數(shù)都是由接觸網(wǎng)短路引起。構(gòu)成接觸網(wǎng)短路的原因主要有：

(1)異物落在接觸網(wǎng)上造成線索燒傷。如風(fēng)箏、建筑垃圾、樹(shù)枝、附近彩鋼瓦等受惡劣天氣影響，刮到接觸網(wǎng)上造成短路。

(2)施工原因造成接觸網(wǎng)燒傷。上跨橋施工臨時(shí)電線電纜、工器具、材料等脫落造成短路；施工水泥澆筑漏漿、排水等造成短路。

(3)電力機(jī)車支持絕緣子、電壓互感器等擊穿或爆炸。電力機(jī)車內(nèi)部故障以及誤操作造成接觸網(wǎng)對(duì)電力機(jī)車、大地短路。

(4)弓網(wǎng)故障造成接觸網(wǎng)上某部件打壞或脫落，會(huì)造成接觸網(wǎng)對(duì)機(jī)車車輛短路放電。

(5)上跨橋直接落水。隧道結(jié)冰、漏水以及遮導(dǎo)板脫落造成接觸網(wǎng)對(duì)隧道拱項(xiàng)或隧道壁放電。

(6)貨物列車裝載不良直接短接接觸網(wǎng)或刮起接觸網(wǎng)地線搭網(wǎng)短路。列車貨物超高到一定限度即對(duì)導(dǎo)線的距離小于規(guī)定值350 mm時(shí)，在運(yùn)行中因振動(dòng)等到原因，引起接觸線對(duì)列車貨物之間放電，燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備；貨物列車裝載不良，綁繩刮起地線搭網(wǎng)構(gòu)成短路。

(7)附加導(dǎo)線對(duì)地距離不夠、接觸網(wǎng)設(shè)備對(duì)地距離不夠造成附加導(dǎo)線、接觸網(wǎng)設(shè)備對(duì)地放電以及附加導(dǎo)線（正饋線）跨越接觸網(wǎng)放電。

(8)絕緣子等絕緣器件閃絡(luò)或絕緣子、分段絕緣器、避雷器等擊穿造成接觸網(wǎng)對(duì)地短路放電或死接地。合武線2009年初接管運(yùn)營(yíng)時(shí)，發(fā)生多次過(guò)電壓，致使避雷器擊穿絕緣損壞，造成接觸網(wǎng)死接地，引起接觸網(wǎng)故障跳閘停電。

(9)誤送電、誤停電、電力機(jī)車誤闖無(wú)電區(qū)，造成接觸網(wǎng)死接地，燒傷接觸網(wǎng)。2009年12月20日，京九線原阜陽(yáng)機(jī)務(wù)段001#電力機(jī)車由阜陽(yáng)北一場(chǎng)進(jìn)入機(jī)6線。由于中鐵電化局在機(jī)務(wù)段停電處理設(shè)備故障，電力機(jī)車通過(guò)分段時(shí)，將電帶入無(wú)電區(qū)，造成分段絕緣器、接地線、腕臂燒傷。

(10)樹(shù)木侵限、鳥(niǎo)獸短接、鳥(niǎo)巢或自然災(zāi)害等造成接觸網(wǎng)短路接地。2009年3月13日，合寧線210供電單元停電，造成D491次動(dòng)車停于合肥-羅崗間新客下行線K6+060處。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)肥東站004#支柱隔離開(kāi)關(guān)支架上有鳥(niǎo)巢，當(dāng)時(shí)下雨，導(dǎo)致平腕臂絕緣子絕緣距離不足，電流通過(guò)潮濕鳥(niǎo)巢發(fā)生接地引起跳閘，隔離開(kāi)關(guān)支柱瓷瓶有明顯的放電痕跡。

3 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)原因，導(dǎo)致接觸網(wǎng)燒傷

(1)接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)遠(yuǎn)期考慮不足，接觸網(wǎng)線徑預(yù)留不足。由于運(yùn)能的大幅提升，大功率電力機(jī)車密集開(kāi)行，線索滿負(fù)荷運(yùn)行，線索"不堪重負(fù)"進(jìn)而頻繁引發(fā)接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷。

(2)設(shè)計(jì)的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中某些不應(yīng)有電流通過(guò)的地方，而由于某些條件的巧合通過(guò)了全部或部分牽引電流。立體交叉的線索、線索與支持裝置之間發(fā)生電弧放電現(xiàn)象。兩端屬同相而不同饋線供電的絕緣錨段關(guān)節(jié)、分段絕緣器，因供電臂的阻抗不同而形成電壓差。由于這些地方?jīng)]有接入保證牽引電流(或其分流)通過(guò)的必要的電氣連接，所以引起了接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷。

(3)在接觸網(wǎng)施工時(shí)未能嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同電位線索間電氣安全距離不足，未加裝電連接線，在電力機(jī)車通過(guò)時(shí)由于線索抬升，導(dǎo)致安全距離嚴(yán)重不足，導(dǎo)致線索間放電灼傷。

(4)現(xiàn)行的鐵路接觸網(wǎng)檢修規(guī)程中對(duì)電氣連接的電氣標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確的量化指標(biāo)，使得供電部門在具體檢修時(shí)"無(wú)章可循"。

(5)對(duì)電氣連接缺乏行之有效的檢測(cè)方法和手段。在具體檢修中多是做些外觀檢查，容易造成對(duì)故障隱患的疏漏。

(6)接觸網(wǎng)供電檢修部門存在對(duì)"涂油"的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。為防止設(shè)備檢修質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)扣分，接觸網(wǎng)檢修人員在平時(shí)檢修時(shí)對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備抹涂大量的黃油，致使設(shè)備的內(nèi)部電氣燒傷缺陷不能及時(shí)地被發(fā)現(xiàn)。

4 常見(jiàn)接觸網(wǎng)燒傷故障的預(yù)防

接觸網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)不良、弓網(wǎng)配合不好、外來(lái)傷害、維護(hù)不到位等原因，均可造成接觸網(wǎng)燒傷。但從上面的分析原因看，接觸網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)不良是造成接觸網(wǎng)燒傷的最主要的因素。預(yù)防接觸網(wǎng)燒傷要從設(shè)計(jì)、施工階段就要進(jìn)行預(yù)防，設(shè)備投入運(yùn)行以后供電段更要加大日常的維護(hù)手段，提高設(shè)備質(zhì)量，減少燒傷故障發(fā)生。

4.1 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)部門對(duì)燒傷事故的預(yù)防

(1)設(shè)計(jì)部門應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行《牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》，合理布置接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，精心選擇接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路設(shè)備和零件，保證設(shè)計(jì)運(yùn)量的要求，又要留有足夠的儲(chǔ)備能力，充分考慮鐵路重載、提速的發(fā)展方向。

(2)大修設(shè)計(jì)，要充分聽(tīng)取運(yùn)營(yíng)部門的意見(jiàn)，認(rèn)真開(kāi)展修前設(shè)備調(diào)查和技術(shù)鑒定，制訂切實(shí)可行的大修技術(shù)條件，使大修后的設(shè)備能完全適應(yīng)鐵路發(fā)展的需求。

(3)在既有線改造設(shè)計(jì)中對(duì)既有的一些載流量偏小的線索應(yīng)及時(shí)進(jìn)行技術(shù)改造。

4.2 施工部門對(duì)燒傷事故的預(yù)防

(1)接觸網(wǎng)施工單位應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行《牽引供電施工規(guī)范》，按照批準(zhǔn)的施工圖設(shè)計(jì)文件精心施工。如確需變更應(yīng)按《鐵路基本建設(shè)變更設(shè)計(jì)管理辦法》，采用的設(shè)備和零部件應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有合格證件，嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)。例如，京九線電化驗(yàn)收時(shí)，發(fā)現(xiàn)電連接線與接觸線和承力索連接是采用壓接，而不是采用傳統(tǒng)線夾連接。由于壓力使用不當(dāng)（應(yīng)為400～450 N，施工采用 600～700 N）、使用方法不當(dāng)造成傷及本線，出現(xiàn)過(guò)斷網(wǎng)現(xiàn)象。由此可見(jiàn)施工質(zhì)量，對(duì)今后運(yùn)行安全的重要性。

(2)接觸網(wǎng)施工單位應(yīng)建立健全施工技術(shù)管理制度，實(shí)行全面質(zhì)量管理，執(zhí)行工藝操作規(guī)程，認(rèn)真編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，做好工程質(zhì)量檢驗(yàn)工作。

4.3 運(yùn)營(yíng)部門對(duì)燒傷事故的預(yù)防

(1)定期對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行巡檢，清理接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行外部環(huán)境。將測(cè)溫貼片貼在錨段關(guān)節(jié)、電連接器等有關(guān)部位，利用其色彩隨溫升而變化的特性來(lái)監(jiān)測(cè)電氣連接的性能和狀態(tài)；加強(qiáng)夜間巡視工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣燒傷問(wèn)題；對(duì)鐵路周邊距接觸網(wǎng)過(guò)近的侵限樹(shù)木、草藤等及時(shí)進(jìn)行砍伐；對(duì)接觸網(wǎng)支柱上的鳥(niǎo)巢及時(shí)進(jìn)行清除；對(duì)加固隧道拱頂?shù)膶?dǎo)水管、遮導(dǎo)板(遮引隧道漏水)、吊柱隨時(shí)檢查，以防脫落；對(duì)跨接觸網(wǎng)的供電線以及地方架設(shè)的電力線路經(jīng)常性地檢查整治，防止脫落造成短路或馳度隨溫度變化改變?cè)斐煞烹娎《搪贰?/p>

(2)盡可能地增強(qiáng)主導(dǎo)電回路的通道，使橫向電連接器的間距減至100 m；隔離開(kāi)關(guān)、吸流變壓器等引線安裝為雙引線；可在一些影響主導(dǎo)電回路過(guò)流的瓶頸區(qū)段和薄弱地方加裝電連接線。如在中心錨結(jié)的兩側(cè)各加裝一組電連接，可有效防止中錨或中錨處吊弦的燒傷；在車站兩股道間承力索交叉處加裝一組短接線，可防止承力索間間接放電燒傷。

(3)縮短電連接器的檢修周期，同時(shí)優(yōu)化檢修計(jì)劃，對(duì)電連接線夾進(jìn)行打開(kāi)檢查(如每隔3年)，打磨跨接觸網(wǎng)的施工，供電部門要細(xì)化安全監(jiān)督防護(hù)措施，定人、定次、定量、定時(shí)、留有記錄強(qiáng)化巡視檢查，危險(xiǎn)施工段派人現(xiàn)場(chǎng)盯守，確保施工在受控狀態(tài)下。氧化層、涂導(dǎo)電膏。電連接線夾內(nèi)部的燒傷很難發(fā)現(xiàn)，可定期對(duì)饋線上網(wǎng)點(diǎn)、GK隔離開(kāi)關(guān)觸頭、錨段關(guān)節(jié)處的電連接線夾等進(jìn)行解體檢查。對(duì)松動(dòng)的螺栓進(jìn)行緊固；導(dǎo)電面氧化的進(jìn)行除垢、打磨、涂導(dǎo)電膏；連接零件內(nèi)部燒傷嚴(yán)重的及時(shí)進(jìn)行更換，保證各部電氣連接部件經(jīng)常處于良好狀態(tài)。

(4)對(duì)上跨橋、上跨接觸網(wǎng)的施工，定期進(jìn)行巡視檢查。對(duì)上跨橋上的附屬物和臨時(shí)施工電線電纜等定期巡視；要同產(chǎn)權(quán)單位建立聯(lián)系，簽訂安全協(xié)議，建立聯(lián)系方式，并在這些地方設(shè)立警示牌。上

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路跨越式發(fā)展不斷深入，電氣化鐵路鐵路占運(yùn)營(yíng)鐵路的比例將不斷增加。減少接觸網(wǎng)燒傷故障，減少對(duì)鐵路正常運(yùn)輸?shù)挠绊懯亲鳛楣╇娙说呢?zé)任。我們只有在工作中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)水平，采用可靠的供電設(shè)備，先進(jìn)的施工工藝，智能化的監(jiān)控手段，早預(yù)防早發(fā)現(xiàn)早整治，就一定能夠克服接觸網(wǎng)電氣燒傷問(wèn)題，確保電氣化鐵道的供電運(yùn)行安全。