電氣化鐵路牽引供電設(shè)備電燒傷問(wèn)題的預(yù)防

尚 玉

電氣化鐵路牽引供電設(shè)備電燒傷問(wèn)題的預(yù)防

尚 玉

為了提高電氣化鐵路運(yùn)輸能力，針對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備的故障原因進(jìn)行分析，并給出了有效措施進(jìn)行預(yù)防。

電氣化鐵路；接觸網(wǎng)；電氣燒傷

1 電氣化鐵路的組成及接觸網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀

電氣化鐵路主要是由牽引網(wǎng)、鋼軌、電力機(jī)車組成，而牽引網(wǎng)包括牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大部分，電力機(jī)車通過(guò)牽引變電所輸送電能到接觸網(wǎng)上而帶動(dòng)其行走。接觸網(wǎng)是鐵路牽引變電所向電力機(jī)車供電的特殊輸電線路，也是電氣化鐵路中主要供電裝置之一。由于沿鐵路線上空架設(shè)，是一種無(wú)備用的戶外供電裝置，經(jīng)常受冰、雨、雪、風(fēng)等惡劣氣候條件變化的影響，造成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不良，頻繁引發(fā)故障。尤其在接觸網(wǎng)運(yùn)行多年、牽引運(yùn)能不斷增加的情況下，接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷故障已越來(lái)越突出（見表1）。因其事前難以發(fā)現(xiàn)，而且危害性又大，嚴(yán)重影響了鐵路行車和各項(xiàng)運(yùn)輸任務(wù)的完成，給國(guó)家和企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)表1的故障統(tǒng)計(jì)，大同煤礦集團(tuán)公司云岡溝電氣化鐵路接觸網(wǎng)在2010年采取了有效的措施，現(xiàn)運(yùn)行良好。因此，做好接觸網(wǎng)設(shè)備的日常檢修和電氣設(shè)備燒傷故障的預(yù)防，對(duì)消除設(shè)備隱患，指導(dǎo)事故搶修，提高鐵路經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

表1 2009年1月～12月故障跳閘統(tǒng)計(jì)

2 接觸網(wǎng)設(shè)備各類電燒傷故障原因

（1）電氣連接部分（有些線夾銅鋁過(guò)渡）因連接不良或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行松動(dòng)等原因引起的電、化學(xué)腐蝕，造成主導(dǎo)回路的截面（或當(dāng)量截面積）不足，電氣連接阻抗加大，從而導(dǎo)流不暢，燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。如：同煤集團(tuán)四臺(tái)溝牽引變電所饋出線與接觸網(wǎng)因線材的不同在設(shè)計(jì)時(shí)采用了銅鋁過(guò)渡線夾連接，在連接處導(dǎo)致了嚴(yán)重的電、化學(xué)腐蝕，造成此處導(dǎo)電性能差，從而引發(fā)多起燒傷設(shè)備線夾和導(dǎo)線的故障。

（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，由于某些條件的巧合通過(guò)了全部或部分牽引電流。由于這些地方?jīng)]有保證牽引電流（或其分流）通過(guò)的必要的電氣連接，所以燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。

（3） 由于線路阻抗的不同而形成電壓差，在風(fēng)力、溫度變化、振動(dòng)等因素的作用下，設(shè)計(jì)時(shí)的裕量沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)要求，導(dǎo)致安全距離不夠，造成放電現(xiàn)象，放電電弧燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。

（4）隨著鐵路運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展需要（萬(wàn)t裝載煤列與高速列車），現(xiàn)在牽引運(yùn)能的增加已超出了裕量，列車時(shí)速在不斷提高，原有的一些線索和設(shè)備因持續(xù)載流量偏小、穩(wěn)定性能差而承受不了大電流的運(yùn)行和長(zhǎng)期的震動(dòng)，而發(fā)生了電氣燒傷。

（5）改造后的接觸網(wǎng)線路，兩端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，當(dāng)電力機(jī)車通過(guò)受電弓短接兩供電臂瞬間，在端接點(diǎn)處產(chǎn)生電弧，造成設(shè)備的燒傷。

（6）接觸網(wǎng)回路由饋電線、接觸線、承力索、隔開、隔開引線、電連接器等組成，各部分間由各種線夾進(jìn)行連接，使這一回路沿鐵路延伸，滿足向電力機(jī)車供電的需要。線路改造中因資金投入情況，不能實(shí)現(xiàn)整體更換，而是逐年分步進(jìn)行改造，勢(shì)必造成新設(shè)備與舊設(shè)備在運(yùn)行中不相適應(yīng)，使得部分線路存有缺陷，引起局部載流過(guò)大、零部件分流嚴(yán)重等，從而燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備，如同煤集團(tuán)云岡溝電氣化鐵路接觸網(wǎng)兩萬(wàn)t裝煤改造。

（7）電氣連接線夾發(fā)熱。原因是電氣連接線夾在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生螺栓松動(dòng)、電力復(fù)合脂老化等缺陷，使電連接處接觸電阻增加進(jìn)而發(fā)熱量增加，使線夾發(fā)熱而燒傷線索，嚴(yán)重情況下燒斷線索。

（8）線索（接觸線、承力索、供電線、回流線、吸上線）自電氣接續(xù)部分?jǐn)喙苫驍嚅_。原因是站場(chǎng)股道電聯(lián)接因長(zhǎng)期運(yùn)行，電聯(lián)接線及線夾嚴(yán)重氧化、銹蝕、臟污或燒傷，使股道間接觸懸掛在機(jī)車取流的情況下產(chǎn)生較大的壓差，接觸懸掛在軟橫跨上產(chǎn)生環(huán)流，從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生放電燒傷現(xiàn)象。

（9）在有嚴(yán)重污染的接觸網(wǎng)線路區(qū)段，因接觸網(wǎng)設(shè)備受到長(zhǎng)期的污染，導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備的絕緣性能大大降低，經(jīng)常引起設(shè)備閃絡(luò)放電現(xiàn)象，造成不同種類的電燒傷故障。如同煤集團(tuán)云岡溝的電氣化鐵路，是國(guó)家“七五”重點(diǎn)工程，是大秦鐵路的配套工程，承載著2萬(wàn)t電力機(jī)車的運(yùn)行，由于其特殊的裝煤方式，使定量斗裝車點(diǎn)附近的接觸網(wǎng)設(shè)備受到嚴(yán)重的污染。尤其是進(jìn)入冬季，為了提高煤質(zhì)，滿足用戶的用煤要求，同煤集團(tuán)云岡溝各礦對(duì)煤炭先洗選后裝車，在冬季裝車時(shí)為防止車幫、車底凍結(jié)，裝車時(shí)噴灑防凍液，冬季線路上風(fēng)大，防凍液及煤塵經(jīng)常被濺到裝車點(diǎn)附近的鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備上，大大降低了接觸網(wǎng)設(shè)備的絕緣性能，導(dǎo)致絕緣子經(jīng)常產(chǎn)生閃絡(luò)放電現(xiàn)象，造成設(shè)備電燒傷故障，嚴(yán)重影響了電氣化鐵路安全運(yùn)營(yíng)。

（10）在有化學(xué)物質(zhì)嚴(yán)重腐蝕的接觸網(wǎng)線路區(qū)段，接觸網(wǎng)設(shè)備因受外界環(huán)境因素的影響，設(shè)備大多受到嚴(yán)重腐蝕，造成設(shè)備導(dǎo)電效果差、絕緣性能降低、線夾連接處電阻增大等，從而引起設(shè)備電燒傷故障。如同煤集團(tuán)云岡溝電氣化鐵路四臺(tái)站接觸網(wǎng)，因遭到化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，導(dǎo)致吊弦、定位裝置、支持裝置、線夾、線索嚴(yán)重銹蝕，提高了電燒傷故障幾率。

3 預(yù)防設(shè)備電燒傷故障問(wèn)題的措施

（1）首先要嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。如風(fēng)速選值、最大受風(fēng)偏移量、接觸網(wǎng)最大跨距、錨段偏角、設(shè)計(jì)拉出值等技術(shù)參數(shù)都需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真研究確定（如接觸網(wǎng)跨距除根據(jù)風(fēng)偏移計(jì)算確定外，考慮接觸線馳度、接觸懸掛彈性等因素，一般情況不應(yīng)超過(guò)67 m，允許施工誤差為+1，-2；錨段偏角一般不應(yīng)大于6°，困難情況下不得超過(guò)12°）。

（2）改造后的線路應(yīng)勤觀察，改造中應(yīng)盡量選取配套和導(dǎo)電性能好的設(shè)備，對(duì)使用年久和運(yùn)行狀態(tài)不良的設(shè)備應(yīng)及時(shí)更換。

（3）用高科技檢測(cè)儀器（如紅外線測(cè)溫儀和接觸網(wǎng)激光檢測(cè)儀）有計(jì)劃地對(duì)接觸網(wǎng)上的各個(gè)連接部位及線夾進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因技術(shù)狀態(tài)差、線夾松動(dòng)、過(guò)熱和絕緣損壞的早期放電現(xiàn)象，預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。

（4）認(rèn)真做好日常運(yùn)行維護(hù)工作，提高設(shè)備供電質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)備的巡視維護(hù)力度，及時(shí)消除設(shè)備隱患。

（5）有效利用停電施工點(diǎn)和“天窗”點(diǎn)，對(duì)全線路設(shè)備進(jìn)行“拉網(wǎng)式”平推整治，對(duì)重污區(qū)加強(qiáng)巡視和清掃力度，減少電燒傷故障發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣化鐵道中，預(yù)防接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷是關(guān)系到電氣化鐵路正常運(yùn)營(yíng)的一個(gè)重要課題，也是提高鐵路經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要手段，要認(rèn)真貫徹“修養(yǎng)并重、預(yù)防為主”的方針，才能有效降低電燒傷故障，切實(shí)提高鐵路安全供電質(zhì)量。

Electrical Burns Prevention of the Electrified Railway Traction Power Supply Equipment

Shang Yu

In order to improve electrified railway transport capacity,based on the analysis of the contact net equipment failure reason,the paper takes the effective measures to prevent it.

electrified railway;contact net;electrical burns

U226

B

1000-4866（2011）03-0039-02

尚玉，男，1970年12月出生，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)礦山鐵路分公司工作，助理工程師。

2011-06-09

2011-06-30