高速鐵路站內(nèi)軌道電路機械絕緣節(jié)燒損處理和優(yōu)化建議

任 峰 中國鐵路上海局集團有限公司上海鐵路軌道交通開發(fā)有限公司

1 情況調(diào)查

2019年3月、4月京滬高鐵XX東站5G、9G絕緣燒損共發(fā)生5次，XX電務(wù)段積極聯(lián)合工務(wù)、維管供電部門，利用夜間天窗修對相關(guān)設(shè)備進行了全面檢查處置，電務(wù)部工程師指導(dǎo)并參加了夜間檢查處置。

（1）聯(lián)合工務(wù)分解更換了5G/33DG東股膠結(jié)絕緣，更換后測試良好。

（2）聯(lián)合維管對牽引回流圖進行了分析，經(jīng)分析，牽引回流圖中的吸上線及橫向連接線設(shè)置能滿足牽引回流要求，并按照牽引回流圖進行了全面檢查，經(jīng)檢查各部吸上線（8處）、完全橫向連接（3處）良好。

（3）檢查全站扼流變中心連接板（線）及各部等阻線連接良好。

（4）組織現(xiàn)場車間、工區(qū)對全站各部軌道絕緣進行了阻抗測試，測試良好。

2 原因分析

5G/33DG軌道絕緣曾于2019年1月31日因動車過接觸網(wǎng)絕緣關(guān)節(jié)產(chǎn)生巨大火球，受牽引電流沖擊，5G/33DG絕緣燒損嚴重，工務(wù)重新進行了膠結(jié)。

9G/29DG軌道絕緣曾于2019年3月19日因接觸網(wǎng)遭遇雷害，大電流沖擊造成9G/29DG絕緣燒損嚴重，工務(wù)重新進行了膠結(jié)。由于“4.10”調(diào)圖影響，5G接北來西去的列車數(shù)量增加，5G接北來列車后改為西去發(fā)車，發(fā)車牽引回流較大，加劇了絕緣傷損程度。

另現(xiàn)場檢查5G/33DG、9G/29DG處絕緣軌縫相比其他切斷點絕緣軌縫偏大，其軌面灼傷痕跡明顯；絕緣軌縫較小處所軌面灼傷痕跡不明顯，個別處所沒有灼傷痕跡，原因可能為輪對越過絕緣軌縫時，輪對可以同時接觸兩端軌面，即使有拉弧打火情況，可能電弧只存在于鋼軌和輪對之間，對絕緣節(jié)的燒熔損傷較小。在車站單端“一頭堵”的回流設(shè)計原則下，車站存在回流切斷點不可避免，建議組織進一步分析回流切斷點處絕緣節(jié)軌縫大小與電弧燒損絕緣程度的關(guān)系，以增加相應(yīng)的防范應(yīng)對措施。

現(xiàn)場測量XX東站全站所有切斷點處絕緣軌縫數(shù)據(jù)見表1:

表1 XX東站全站所有切斷點處絕緣軌縫數(shù)據(jù)

圖1 機械絕緣節(jié)構(gòu)造原理圖

絕緣節(jié)兩側(cè)的一端鋼軌被其中一塊夾板連通后，軌端由于回流引起的壓差施加在另一側(cè)軌端與夾板 間，導(dǎo)致之間絕緣出現(xiàn)擊穿，引起絕緣節(jié)被連通，出現(xiàn)絕緣破損情況。絕緣節(jié)破損后，回流通過破損處被連通，使線路出現(xiàn)回流不平衡情況，導(dǎo)致軌間工頻電壓差增大，進而施加在軌道電路設(shè)備上，形成工頻電流，沖開斷路器，引起軌道電路紅光帶，嚴重時可能燒損設(shè)備（機械絕緣節(jié)構(gòu)造原理見圖1）。

3 防范措施

（1）經(jīng)檢查，XX東站牽引回流圖中吸上線及橫向連接線設(shè)置能夠滿足牽引回流要求。建議設(shè)計優(yōu)化縮短5G、7G、9G、11G、13G的回流路徑，側(cè)線股道5G、7G、9G、11G、13G內(nèi)牽引電流需流經(jīng)上行咽喉（上海端）相關(guān)道岔區(qū)段，經(jīng)側(cè)線3G及下行咽喉（北京端）相關(guān)區(qū)段至XZ信號機處接入吸上線返回XX東牽引變電所，牽引電流返回路徑迂回、較長，建議采取在16/18#道岔渡線絕緣節(jié)兩側(cè)分別增加BES（K），并將渡線絕緣節(jié)兩側(cè)的BES（K）采用中心連接板連接；或在SHN進站信號機處絕緣節(jié)兩側(cè)的BES（K）中心連接板上增加吸上線。具體見圖2。

圖2 現(xiàn)場情況

（2）聯(lián)合工務(wù)對新膠結(jié)的絕緣性能進行分析，在牽引回流路徑優(yōu)化前將5G、7G、9G回流切斷位置的軌道電路絕緣改為加強型非膠結(jié)絕緣。目前已聯(lián)系工務(wù)全部更換完畢。

（3）膠結(jié)絕緣應(yīng)按照標準組裝，否則可能造成信號設(shè)備損壞，軌端絕緣不允許加厚或者采用雙軌端。在進行更換膠結(jié)絕緣時，要嚴格按照技術(shù)標準，嚴格執(zhí)行施工工藝流程和標準，尤其膠結(jié)時的溫度。較寬的軌縫加大了列車泄流輪對跨壓在絕緣節(jié)兩側(cè)軌頭上的幾率，導(dǎo)致在股道回流斷開處的扼流變壓器出現(xiàn)大電流，嚴重時，燒損扼流變壓器。高鐵“接斷發(fā)連”整治后，對電弧灼傷軌頭的情況基本得到控制。但由于股道一端切斷點的存在，該處膠結(jié)絕緣故障率較高?；亓髑袛帱c處，由于牽引電流回歸，在絕緣節(jié)兩端存在較高電壓?；亓鬟B通處由扼流變壓器連通，絕緣節(jié)兩端電壓低，因此未見絕緣損壞情況。

4 解決方案

（1）可以嘗試采用東北瓦房店生產(chǎn)的膠結(jié)絕緣，經(jīng)了解，德州東站采用，效果較好。

（2）由于XX東站連接徐蘭客專和京滬高鐵，目前雙端接發(fā)車頻次較高，尤其是5、7、9、11G.這四個股道絕緣節(jié)每日檢查測試，發(fā)現(xiàn)不良，立即利用天窗點進行更換。

（3）在股道回流切斷點處絕緣節(jié)兩端的扼流變壓器增設(shè)回流電抗器設(shè)備。利用回流電抗器設(shè)備對工頻呈現(xiàn)低阻，可使牽引回流從股道兩端回歸，減少每端流經(jīng)電流大小，降低絕緣節(jié)兩端電壓。利用回流電抗器設(shè)備對移頻呈現(xiàn)高阻，可使切斷點連通后滿足信號迂回長度，避免“第三軌”的形成。

根據(jù)分析，在采用了回流電抗器連通雙向回流通道后，在其他條件不變的情況下，由于過絕緣節(jié)產(chǎn)生的回歸通道能量切換降低到原來的4%，能較為徹底的解決問題。

（4）日常利用信號集中監(jiān)測設(shè)備，加強瀏覽分析和軌道電路絕緣測試，發(fā)現(xiàn)設(shè)備曲線不良及時啟動應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)合工務(wù)等部門立即處置，確保設(shè)備良好運用。