接觸網(wǎng)電氣燒傷原因與分析

閆鎖記

摘 要：電氣化鐵路的高效性明顯降低了運(yùn)輸成本，提高了商業(yè)效益，將引領(lǐng)我國鐵路牽引動(dòng)力的發(fā)展。由于它馬力大，速度快，所以在鐵路電氣化接觸網(wǎng)設(shè)備中難免會(huì)出現(xiàn)各類故障，其中電氣燒傷在事故前難以預(yù)測而且危害嚴(yán)重，所以受到電運(yùn)營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)設(shè)備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機(jī)械故障和電氣燒傷故障在接觸網(wǎng)故障中頻繁出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電氣燒傷；機(jī)械故障；接觸網(wǎng)故障

中圖分類號(hào)： U226 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）17-160-2

1 接觸網(wǎng)電氣燒傷的原因分析

1.1 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工原因?qū)е陆佑|網(wǎng)設(shè)備燒傷

在對電氣化線路中的接觸網(wǎng)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)方雖然綜合考慮到了在線路運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的對線路牽引運(yùn)能增加問題，但是隨著鐵路運(yùn)輸發(fā)展，無論是線路增加還是運(yùn)量的提升，都使得目前實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的牽引運(yùn)能超出了原有設(shè)計(jì)中預(yù)留的運(yùn)量，巨大的電流長時(shí)間在電線網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，超出了正在運(yùn)行中的線路的承受能力，線路長期保持這樣的運(yùn)行狀態(tài)容易出現(xiàn)電氣燒傷事故。如，某電氣化鐵路自從允許運(yùn)行煤列車后，牽引電流達(dá)到900A以上，而最初銅接觸線的額定流量只有600A，負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)間過長，極有可能引起電氣燒傷事故。

在設(shè)計(jì)中，電氣化線路中的線索與支持裝置間是處于立體交叉的狀態(tài)，每條線路之間的因?yàn)榫€路自身阻抗的差異會(huì)出現(xiàn)電壓差值，然而在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)轱L(fēng)、環(huán)境溫度等外界因素或者施工過程中造成的線路震動(dòng)等，都可能會(huì)使線路之間的距離發(fā)生變化，如果彼此之間距離過近，很容易發(fā)生放電反應(yīng)，放電過程中出現(xiàn)的電弧會(huì)燒傷接觸網(wǎng)。

1.2 接觸網(wǎng)供電回路出現(xiàn)問題，容易造成接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

饋電線、隔開、隔開引線、承力索、接觸線、電聯(lián)接器、吸變、吸變引線等相關(guān)電氣化設(shè)備通過各種各樣的線夾變個(gè)體為整體，布局在整個(gè)鐵路電氣化線路中，形成電力機(jī)車供電回路系統(tǒng)，為電力機(jī)車的運(yùn)行提供足夠的電力，牽引其運(yùn)轉(zhuǎn)。只有在供電回路系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，電力機(jī)車才能正常運(yùn)行，如果供電回路系統(tǒng)發(fā)生問題故障，將會(huì)造成系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備運(yùn)行異常，可能出現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷問題。

因?yàn)樵谑┕み^程中沒有安裝到位，使得電氣設(shè)備的鏈接部分出現(xiàn)接觸不良，或者在長時(shí)間的運(yùn)行中，設(shè)備連接部位出現(xiàn)松動(dòng)，這些都可能引起線路設(shè)備發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，影響供電回路的順利運(yùn)行，從而出現(xiàn)燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備的事件。比如在施工中錯(cuò)誤的將承力索安裝到電氣導(dǎo)流系統(tǒng)中、將連接線的線槽裝反、安裝過程中沒有清理線夾、沒有使線路中接觸面接觸到位等等，都可能引發(fā)接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷。

在復(fù)雜的站場電氣化系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在電氣連接的過程中常常會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的原因出現(xiàn)電回路難以閉合或者通電迂回等電路問題，造成電路分流，從而出現(xiàn)接觸網(wǎng)零件設(shè)備被燒傷的現(xiàn)象。

在電氣化線路中有些結(jié)構(gòu)在正常運(yùn)行過程中是沒有電流通過的，可是因?yàn)槟承┮馔?，造成有電流出現(xiàn)，但是在設(shè)計(jì)中卻沒有對這些電流進(jìn)行牽引通過，也會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷。

1.3 接觸網(wǎng)在檢修過程中出現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

在對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢修的過程中如果沒有按照相關(guān)的施工要求進(jìn)行施工，比如線路安裝過程中錯(cuò)誤的接線方式等都會(huì)引起運(yùn)行中接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷。值得注意的是，目前針對電氣化線路的檢修還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)規(guī)章制度，檢修人員在檢修時(shí)無章可循，自由發(fā)揮，同時(shí)對相關(guān)的電氣聯(lián)接正確與否缺乏切實(shí)可行的驗(yàn)證檢查形式，只能通過肉眼對設(shè)備的外在表現(xiàn)形式進(jìn)行檢查，缺乏科學(xué)合理性。還有檢修工作人員在作業(yè)過程中存在的某些錯(cuò)誤思想也會(huì)引發(fā)問題，比如工作人員為了在進(jìn)行檢修工作驗(yàn)收中不被扣分，常常選擇在檢修時(shí)在接觸網(wǎng)設(shè)備的表面抹涂大量的黃油層，這雖然在檢查時(shí)好看了點(diǎn)，但是卻掩蓋了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，使得設(shè)備內(nèi)部存在的缺陷缺陷不能及時(shí)地被檢測出來。

2 各種電器設(shè)備若不提前預(yù)防造成的后果

如果在電氣化線路施工過程中沒有按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電路安裝，或者對長時(shí)間運(yùn)行的設(shè)備沒有及時(shí)檢修，發(fā)現(xiàn)有螺栓松動(dòng)或者設(shè)備老化問題，會(huì)引發(fā)線路結(jié)合部分電阻增加，造成線路過熱，如果不及時(shí)做好預(yù)防工作，電路過熱可能會(huì)是線索被燒斷。

如果在線路設(shè)計(jì)中站場股道的電聯(lián)接位置或者數(shù)量的安排不合理，使得線索出現(xiàn)斷股或者完全斷開的現(xiàn)象，這會(huì)造成連接在股道上的接觸懸掛出現(xiàn)電壓差，從而產(chǎn)生線路環(huán)流，造成在線路電氣薄弱環(huán)節(jié)的放電現(xiàn)象，燒傷線路。

在不同懸掛接觸間的接觸如果不穩(wěn)定，也會(huì)產(chǎn)生線路放點(diǎn)線路放電現(xiàn)象：比如兩支不同的載流懸掛立體交叉時(shí)，如果有一支懸掛中有大量電流運(yùn)行，兩支懸掛之間會(huì)出現(xiàn)較大的電位差異，而一旦這兩支懸掛之間發(fā)生了非穩(wěn)定性接觸，就會(huì)產(chǎn)生過度電弧，使線索發(fā)生被燒傷的現(xiàn)象，此種故障問題一般容易出現(xiàn)在站場交叉承力索和非支接觸線與工支定位管的位置，如果沒有及時(shí)對線路進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)問題并有效處理，可能會(huì)引起設(shè)備線夾、接頭線夾、吸上線與軛流線圈連接位置大面積的燒傷，軟橫跨環(huán)流造成承力索懸吊滑輪處或定位器根部定位鉤處燒傷。

通過上述分析，可以發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)是電氣化鐵路運(yùn)行中重要的供電設(shè)備，關(guān)系到整個(gè)線路能否正常運(yùn)行，但是必須承認(rèn)，接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生故障是常見的電氣問題，而電氣故障大發(fā)生，每每都會(huì)造成嚴(yán)重的后悔，需要引起相關(guān)部門的重視。對電氣化鐵路接觸網(wǎng)的消弧分段絕緣器、分相絕緣器、隔離開關(guān)、雙耳楔型線夾、接觸線點(diǎn)連接線夾、限位定位裝置等做現(xiàn)場檢測。好的檢測手段和設(shè)備能起到故障早期預(yù)防和發(fā)生，在設(shè)備檢修過程中恰當(dāng)?shù)囊孟嚓P(guān)設(shè)備檢測儀器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)人工檢測不到的問題，開展維修工作。在平常要做好相關(guān)維護(hù)工作，及時(shí)觀察線路的運(yùn)行狀況，確保線路設(shè)備保持在良好的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行問題排查，將問題掐滅在搖籃，提高電氣化電路供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 接觸網(wǎng)電燒傷的預(yù)防措施

3.1 規(guī)范接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)

在建設(shè)或是修改接觸網(wǎng)時(shí)，要嚴(yán)格履行相關(guān)文件設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，并結(jié)合實(shí)際鐵路的發(fā)展趨向，制定切實(shí)可行的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，比如對風(fēng)速、受風(fēng)偏移量，接觸網(wǎng)跨距等精細(xì)的技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)都要嚴(yán)格進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，認(rèn)真負(fù)責(zé)的核定最合適的數(shù)值。對接觸網(wǎng)的材料要進(jìn)行要個(gè)篩選，不能偷工減料，使用劣質(zhì)材料替用，選用耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料，采用表層防腐處理，定期清掃接觸網(wǎng)。選擇接觸電阻小的材料，這樣可以減少斷點(diǎn)處的功率，增加整個(gè)線路的導(dǎo)電容量。對于一些長期需要承受大功率的線路要及時(shí)改造，避免因長期超過額定電流造成接觸網(wǎng)的燒傷。

在設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)時(shí)要考慮到負(fù)載電流比較大的區(qū)域，要注意降低接觸電阻的接觸面積，保證主導(dǎo)電回路暢通無阻?？梢栽谪?fù)載電流超荷的區(qū)段，如，電力機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)的地方，兩端的主導(dǎo)區(qū)等地方增加回路，分擔(dān)主路中的大電流，減小橫向電鏈接的距離。

在接觸網(wǎng)的兩端需要經(jīng)常上下電力機(jī)車的地段要另外加上絕緣防護(hù)，因?yàn)檫@些地方會(huì)出現(xiàn)長時(shí)間摩擦或不明物脫落等情況導(dǎo)致絕緣防護(hù)損壞從而引起供電設(shè)備故障，在多個(gè)分支交叉的接觸網(wǎng)線路中，要調(diào)整好交叉線的距離，防止出現(xiàn)連線、短路的情況。

3.2 增強(qiáng)施工的執(zhí)行力度

施工過程中如果偷工減料，不嚴(yán)格執(zhí)行接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案會(huì)嚴(yán)重影響接觸網(wǎng)的使用周期和帶來安全威脅。因此在施工前要指定嚴(yán)格的監(jiān)管制度，選定相關(guān)的負(fù)責(zé)人，分配好各自的工作，選定監(jiān)督人，在整個(gè)施工過程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)文件的規(guī)定。

在接觸網(wǎng)施工前，要先擬定安全預(yù)防措施，與當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T簽訂安全協(xié)議，保證施工過程中的用電安全，在施工的過程中，要在施工現(xiàn)場設(shè)定顯眼的警示牌，防止無關(guān)人員闖入，確保施工現(xiàn)場井然有序的施工。

3.3 加強(qiáng)維護(hù)

按照接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)完成接觸網(wǎng)的施工后，要經(jīng)常有計(jì)劃的對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測和維修，如，檢查連接處的固件是否連接緊密，在容易氧化的部位涂上導(dǎo)電物質(zhì)。

選派專業(yè)技術(shù)人員定期在夜間對接觸網(wǎng)進(jìn)行巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)中因?yàn)槌?fù)載造成的線路發(fā)熱、短路的情況。對于接觸點(diǎn)、多股線路交叉的地方要經(jīng)常檢查，對于接觸不良和破損的電線要及時(shí)更換。

4 結(jié)束語

接觸網(wǎng)燒傷問題攸關(guān)整個(gè)電氣化線路能否正常運(yùn)行，需要引起相關(guān)部門的重視，強(qiáng)化相關(guān)檢修工作，建立必要的監(jiān)管機(jī)制，嚴(yán)格執(zhí)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，保證設(shè)備始終處于正常良性運(yùn)行狀態(tài)，減少因?yàn)樵O(shè)備故障的原因造成接觸網(wǎng)的電氣燒傷事故的發(fā)生。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] （德）Kiebling，（德）Puschmann，（德）Schmieder著，中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司譯.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].中國電力出版社，2014.

[2] 張韜.關(guān)于接觸網(wǎng)電氣燒傷問題的探討[J].鐵道機(jī)車車輛，2003（02）.