膠接絕緣接頭常見傷損病害及整治方法

曲玉福

（武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430000）

鋼軌絕緣接頭的作用是分割兩相鄰軌道中的信號電流，通過對信號電流的斷路和短路來控制鋼軌中的電流是否被接通，斷路時表示無車占用軌道，軌道空閑，可以接發(fā)列車；短路時表示有車占用軌道，車間軌道監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生紅光帶，無法接發(fā)列車，通常現(xiàn)場以信號燈顯示紅燈，這是鐵路信號指揮系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備。高速鐵路在區(qū)間采用以調(diào)諧區(qū)功能的電氣絕緣設(shè)備，在道岔區(qū)采用有絕緣節(jié)軌道電路，普速鐵路普遍采用有絕緣節(jié)軌道電路。本文介紹的為有絕緣節(jié)的P60膠接絕緣接頭。

1 膠接絕緣接頭簡介

膠接絕緣接頭在物理結(jié)構(gòu)上對鋼軌兩端的軌道電路進(jìn)行絕緣，為保絕緣接頭設(shè)備的強度，要求尼龍絕緣軌端兩側(cè)的鋼軌必須是同型號、同鋼種的鋼軌，在特殊地段鋼軌的垂磨和側(cè)磨也要一致。否則在鐵路列車的荷載下絕緣接頭被破壞掉，軌道電路接通，產(chǎn)生紅光帶，影響列車運行。絕緣接頭上的設(shè)備復(fù)雜，有電務(wù)單位用于軌道電路的高頻信號電流，也有供電部門用于機車牽引的高壓單項低頻牽引回流，當(dāng)電流變化或者接觸不良時，會擊穿尼龍絕緣軌端，造成信號電流接通，而產(chǎn)生紅光帶。

2 膠接絕緣接頭常見病害產(chǎn)生原因及整治方法

某鐵路局集團(tuán)公司的某高鐵工務(wù)段，在高鐵開通十年間更換了100余處失效絕緣接頭，嚴(yán)重干擾了列車運行秩序，也為新入職的職工提出了挑戰(zhàn)，更換起來費時費力，處理時間過長，易致故障升級為事故。

道岔處的絕緣節(jié)，在道岔尖軌一端的應(yīng)安裝在基本軌接縫處，動車組運行區(qū)段在道岔后部的原則上安裝在警沖標(biāo)內(nèi)方不少于5 m，非動車徑路不少于3.5 m。

2.1 絕緣接頭拉開（圖1）

圖1 鋼軌絕緣接頭拉開

產(chǎn)生原因：該病害多發(fā)于秋冬季節(jié)，區(qū)間無縫線路鎖定不到位，扣件扣壓力不足，區(qū)間鋼軌溫度應(yīng)力收縮，導(dǎo)致絕緣接頭拉開。春夏季節(jié)，區(qū)間鋼軌內(nèi)部壓應(yīng)力過大，也會造成絕緣接頭軌縫小于6 mm甚至擠死，造成絕緣失效。

整治方法：設(shè)好現(xiàn)場防護(hù)和駐站防護(hù)，利用拉伸機調(diào)整現(xiàn)場軌縫，避開絕緣接頭，待軌縫調(diào)整到位會，復(fù)緊絕緣接頭兩端扣件，距離不少于50 m，以免絕緣接頭軌縫進(jìn)一步拉大或者擠死，高速鐵路限速160 km/h及以下；絕緣接頭失效時，立即更換普通絕緣接頭，恢復(fù)軌道電路，利用最近的夜間天窗及時進(jìn)行更換新的絕緣接頭。

2.2 絕緣接頭被擊穿（圖2、圖3）

圖2 擊穿鋼軌絕緣接頭外觀

圖3 絕緣接頭擊穿內(nèi)部照

產(chǎn)生原因：接觸網(wǎng)上的牽引電流經(jīng)機車做功后，傳入鋼軌，在絕緣接頭處經(jīng)扼流變壓器繞過絕緣接頭吸上線經(jīng)回流線返回牽引變電所，由于綜合接地回路不暢，電流瞬間過大擊穿絕緣。

整治方法：臨時處理更換普通絕緣夾板，天窗點內(nèi)永久處理重新更換膠接絕緣。工務(wù)、供電、電務(wù)聯(lián)合檢查牽引電流回路，重點在扼流變壓器接頭、吸上線回路，對焊點加強防銹處理，確保回路正常。

2.3 接頭阻值過低

產(chǎn)生原因：絕緣接頭通過萬用表測試發(fā)現(xiàn)阻值過低，使用軌道絕緣在線測試工具測試絕緣參考電阻值，絕緣軌端預(yù)警值不小于20Ω、鋼軌與夾板間電阻預(yù)警值不小于100Ω。

整治方法：臨時處理更換普通絕緣夾板，天窗點內(nèi)永久處理重新更換膠接絕緣。定期進(jìn)行絕緣接頭阻值檢查，關(guān)注阻值變化，提前告知工務(wù)部門，做好更換準(zhǔn)備。

2.4 絕緣接頭夾板折斷（圖4）

圖4 絕緣接頭夾板折斷

產(chǎn)生原因：絕緣接頭處不平順，受車輪荷載沖擊力過大，軌下基礎(chǔ)出現(xiàn)空掉，線路基礎(chǔ)薄弱，出現(xiàn)接頭疲勞，造成絕緣接頭折斷。

整治方法：加強現(xiàn)場工務(wù)、電務(wù)聯(lián)合檢查，車站室內(nèi)發(fā)現(xiàn)閃紅情況時，現(xiàn)場確認(rèn)。申請臨時天窗，臨時處理更換普通絕緣夾板，天窗點內(nèi)永久處理重新更換膠接絕緣。

2.5 絕緣接頭螺孔不符合要求（圖5）

圖5 絕緣接頭螺孔不規(guī)范

產(chǎn)生原因：在鋼軌鉆孔過程中，施工工藝不到位，鉆孔卡板未放置到位造成鉆孔位置掌握不準(zhǔn)，經(jīng)常出現(xiàn)接頭一邊3個眼孔整體偏上或者整體偏下，造成接頭處絕緣夾板安放不到位。

整治方法：盡量使用廠制絕緣接頭，現(xiàn)場施工時，先線下演練，偏差較小時可適當(dāng)?shù)劂娍?，偏差較大時，切除重新鉆孔。

2.6 絕緣接頭螺栓扭力矩不達(dá)標(biāo)（圖6、圖7）

圖6 絕緣接頭內(nèi)有焊筋

圖7 絕緣接頭緊固螺栓折斷

產(chǎn)生原因：主要是螺孔不符合要求，現(xiàn)場安裝絕緣夾板不順暢，如果按照規(guī)定扭力矩700 N·m，就會造成螺栓孔內(nèi)的絕緣套管擠破，絕緣失效。螺栓接頭扭力矩不足，在列車振動荷載作用下，空氣中的水蒸氣進(jìn)入絕緣接頭內(nèi)，造成絕緣失效。

整治方法：日常檢查中發(fā)現(xiàn)，立即申請臨時天窗，進(jìn)行臨時處理，待天窗點內(nèi)永久處理重新更換膠接絕緣。

2.7 膠接絕緣接頭不平整（圖8、圖9）

圖8 絕緣接頭軌頭不平整

圖9 絕緣接頭上下不平整

膠接絕緣接頭鋼軌剖切面不平整，存在兩個不同的剖切面；某某高鐵某某東站24對絕緣接頭，其中3對塑料短軌頭斷裂，一處鋼軌接頭螺栓孔偏離鋼軌腰中心。

原因分析：在新線建設(shè)中施工單位施工時未嚴(yán)格按照鋸軌作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來作業(yè)，監(jiān)理單位未對絕緣接頭鋼軌頭部平直度進(jìn)行驗收，盲目施工導(dǎo)致絕緣接頭失效。新線驗收時把關(guān)不嚴(yán)，未對絕緣接頭部位進(jìn)行專題驗收。

處理措施：該站所有的膠接絕緣接頭，納入重點整治計劃，天窗點內(nèi)永久處理，全部重新更換膠接絕緣。

2.8 接頭不平順光帶不良

產(chǎn)生原因：軌縫兩端鋼軌軌頭部位不平順，高低相差超過2 mm，存在低塌接頭和軌面錯牙，接頭肥邊等原因。

整治方法：光帶不良，使用鋼軌打磨機進(jìn)行打磨，注意打磨后將絕緣片之間的鐵銷清理干凈，以免造成聯(lián)電。

2.9 接頭處基礎(chǔ)病害造成道床翻漿冒泥

產(chǎn)生原因：此處受車輪沖擊力增大，枕下道砟易粉碎，造成排水不暢；電務(wù)部門會在絕緣接頭部位砌筑安放電器設(shè)備的平臺，也會影響線路排水。線路保養(yǎng)不到位，清挖翻漿后回填道砟不到位。

整治方法：及時清挖翻漿，回填道砟飽滿，增加排水設(shè)施，做好排水。

2.1 0絕緣接頭聯(lián)電產(chǎn)生紅光帶

產(chǎn)生原因：絕緣接頭鋼軌頂面出現(xiàn)肥邊造成聯(lián)電；絕緣軌端破損造成聯(lián)電；軌下道砟過多未低于鋼軌30 mm以下，道砟存在導(dǎo)電物質(zhì)造成聯(lián)電。

整治方法：絕緣接頭肥邊處理，及時更換絕緣軌端絕緣片；采用絕緣接頭處專用扣件增強絕緣性，如絕緣彈條、絕緣軌距塊、絕緣卡等；絕緣保持軌枕盒內(nèi)道岔清潔。

3 接頭日常養(yǎng)護(hù)注意事項

3.1 膠接絕緣接頭養(yǎng)護(hù)

（1）設(shè)置專門的技術(shù)人員、主管工程師負(fù)責(zé)段管內(nèi)膠接絕緣接頭的技術(shù)管理工作，核心是每一處膠接絕緣接頭的履歷臺賬，包括更換時間、更換原因、施工單位、更換時的線路狀態(tài)、天氣、氣溫等，臺賬及時動態(tài)更新，分析每一處膠接絕緣接頭更換的原因，及時總結(jié)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提前謀劃。

（2）建立規(guī)范的鋼軌膠接絕緣接頭檢查機制，建立段、車間、工區(qū)三級檢查標(biāo)準(zhǔn)，工區(qū)自驗、車間聯(lián)驗、段級抽檢的工作制度，重點檢查絕緣軌縫變化及緊固螺栓是否松動、接頭處的道床及動、靜態(tài)幾何尺寸情況，氣溫驟變時，加密檢查周期。

（3）基層單位加強鋼軌膠接絕緣接頭養(yǎng)護(hù)工作，加強道床養(yǎng)護(hù)，及時補充和搗固，并做到道床頂面（以軌底處為準(zhǔn)）低于軌枕頂面20~30 mm。軌枕及扣件狀態(tài)良好，軌道平順，無低接頭，空吊板。

絕緣接頭處軌枕應(yīng)與兩端線路軌枕類型相同，扣件達(dá)到“全、正、靠、潤、緊”的要求，并注意軌距擋板或彈條不得頂住夾板，道岔上絕緣接頭應(yīng)使用絕緣軌距塊，以免發(fā)生彈條碰夾板、夾板碰鋼軌，造成絕緣接頭失效。

（4）發(fā)現(xiàn)膠接絕緣接頭個別螺栓折斷或松動時，立即申請臨時天窗，將折斷的螺栓取出，同時將絕緣套管取出，更換新的戴絕緣套管的螺栓，保持絕緣套管完整，須小心謹(jǐn)慎。待檢測合格后，進(jìn)行緊固，施工固定扭力扳手緊固，扭矩應(yīng)達(dá)到1 100 N·m，并做好防松標(biāo)記。加強觀察，發(fā)現(xiàn)螺栓有松動跡象時，再次進(jìn)行緊固，更新防松標(biāo)記。

（5）加強膠接絕緣接頭肥邊檢查，普速鐵路不得超過2 mm，高速鐵路不得超過1 mm，出現(xiàn)肥邊時立即申請臨時天窗，及時打磨。對于特殊地段的膠接絕緣接頭，如小半徑曲線地段，要注意專用膠接絕緣夾板下顎部分與鋼軌接觸情況，發(fā)現(xiàn)過近時，及時打磨。修理工區(qū)加強打磨工具的配置和打磨人員的培訓(xùn)，做好膠接絕緣接頭日常打磨修理工作，打磨時注意鋼軌邊緣的45°角倒棱，并不得傷損尼龍絕緣軌端。

（6）膠接絕緣接頭進(jìn)行永久處理作業(yè)按照無縫線路插入短軌施工進(jìn)行，施工作業(yè)時應(yīng)測量施工軌溫，膠接絕緣接頭兩側(cè)松開扣件的長度，按照張拉長度反算膠接時的鎖定軌溫，與兩側(cè)無縫線路保持鎖定軌溫不變，優(yōu)化作業(yè)流程，及時復(fù)緊松開的扣件，施工一次到位。當(dāng)發(fā)現(xiàn)軌縫變化，絕緣接頭“開膠”情況時，必須重新施工。

3.2 新線接管絕緣接頭驗收

我國高速鐵路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，扣件類型眾多，不同扣件結(jié)構(gòu)使用的特殊彈條類型，F(xiàn)C型扣件、WJ-7型扣件、WJ-8型扣件、Ⅳ型扣件、W300-1型扣件、Ⅴ型扣件、彈條Ⅱ扣件等專用的絕緣接頭扣件，絕緣接頭處設(shè)置絕緣卡。設(shè)備驗收確?？奂^緣類型正確，絕緣卡安放到位，彈條不碰緊固螺栓，預(yù)埋螺桿絕緣性能良好，預(yù)埋套管完整，不得接觸軌枕中的埋設(shè)鋼筋。

3.2.1 測量與檢查

（1）檢測工具：使用的萬用表量程不小于20 MΩ，檢查鋼軌與夾板、夾板與扣件間電壓，檢查時鋼軌、扣件應(yīng)除銹，保證檢查質(zhì)量。

（2）檢測周期：根據(jù)分工膠接絕緣性能檢測由電務(wù)根據(jù)規(guī)定檢測，狀態(tài)不良地段和重點處所應(yīng)根據(jù)實際由工務(wù)參與進(jìn)行復(fù)測和復(fù)核。鋼軌、膠接夾板、絕緣軌縫大小等外觀狀態(tài)的檢查由工務(wù)部分負(fù)責(zé)，結(jié)合道岔檢查周期，納入到道岔結(jié)構(gòu)巡視中，每周不少于1次。發(fā)現(xiàn)異常時及時處理。

（3）阻值檢測標(biāo)準(zhǔn)：膠接絕緣接頭的檢查時掌握如下標(biāo)準(zhǔn)，新膠接絕緣接頭阻值，干燥情況下應(yīng)為無窮大，潮濕環(huán)境中不小于1 000Ω，低于1 000Ω為不合格，既有膠接絕緣接頭阻值穩(wěn)定在不小于20Ω時可以繼續(xù)使用，如果阻值小于20Ω或阻值變化較大時，應(yīng)立即更換。

3.2.2 驗收絕緣接頭螺栓孔狀態(tài)

絕緣接頭是整體結(jié)構(gòu)屬隱蔽工程，設(shè)備管理單位接管設(shè)備時已經(jīng)施工完畢。一是工務(wù)部分介入組全過程跟蹤，從鉆孔時就介入，驗收螺栓孔位置、大小、鉆孔后是否倒棱、阻值、扣件狀態(tài)。二是利用測厚儀來測量螺栓孔的位置，利用探傷儀器測試螺栓孔是否存在擴孔、重孔等。發(fā)現(xiàn)問題及時拆檢，不合格絕緣接頭立即返工，不能等到運營后期進(jìn)行整改。

3.3 人才培養(yǎng)和后續(xù)力量病害應(yīng)急演練和應(yīng)急處置

（1）在工區(qū)和車間內(nèi)要存放普通絕緣夾板備用，一旦現(xiàn)場膠接絕緣失效，需要立即恢復(fù)軌道電路，最快的方式就是更換上行普通絕緣夾板，限速開通。

（2）加強拆卸絕緣夾板演練，當(dāng)絕緣膠層發(fā)生破損時，可用環(huán)氧類密封膠（亦可用玻璃膠代替）填充縫隙。需拆開夾板時，應(yīng)在全部卸掉螺栓后，將特制的鍥鐵緊貼夾板端的鋼軌腹部，用大錘打擊鍥鐵使夾板剝離。也可使用絕緣夾板專用拆卸工具，將夾板頂開，以達(dá)到夾板與鋼軌分離。

（3）加強與電務(wù)部門溝通配合，建立定期對接機制，在安裝鋼軌膠接絕緣接頭時，提前3天下達(dá)與電務(wù)和供電部門的配合通知書，電務(wù)和供電人員到場配合。納入工電結(jié)合部聯(lián)合管理，電務(wù)測量阻值后，向工務(wù)部門反饋接頭狀況，工務(wù)部門要主動了解絕緣接頭的絕緣性能，當(dāng)電阻值出現(xiàn)下降趨勢時，應(yīng)加強觀察，并做好處理準(zhǔn)備工作。

（4）學(xué)習(xí)膠接絕緣接頭測試——萬用表使用?，F(xiàn)階段高職高專等畢業(yè)生在學(xué)校都已學(xué)習(xí)了萬用表的使用方法，是專業(yè)課程中所要求必須達(dá)標(biāo)的專業(yè)技能。在工作實際中，工務(wù)需要向電務(wù)部門學(xué)習(xí)膠接絕緣接頭測量部位和相關(guān)技術(shù)要求。一是定期做好培訓(xùn)，每年在培訓(xùn)中設(shè)置專門的實作課程，聘請廠家或者電務(wù)專家進(jìn)行授課，了解無縫線路中軌道電路的基礎(chǔ)知識。二是掌握絕緣接頭常見的失效故障，在氣溫變化較大時，鋼軌溫度應(yīng)力調(diào)整期間，在電務(wù)測量周期外進(jìn)行有效補充，減少因絕緣接頭失效造成的設(shè)備故障甚至事故。三是主動作為，牢固樹立鐵路運輸大局觀，膠接絕緣接頭是最常見也是最復(fù)雜的結(jié)合部，道床質(zhì)量、接頭處養(yǎng)護(hù)水平直接影響膠接絕緣接頭的使用壽命，必須高度重視，相互配合，通過有效的聯(lián)動機制將膠接絕緣接頭缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。

4 結(jié)束語

膠接絕緣接頭是無縫線路的關(guān)鍵設(shè)備，是多部門的結(jié)合部，在工務(wù)部門又是專業(yè)性強的工作，必須重視絕緣接頭處保養(yǎng)，發(fā)生故障、影響行車，應(yīng)加強工務(wù)電務(wù)聯(lián)合檢查，跟蹤絕緣接頭狀態(tài)，早發(fā)現(xiàn)、早整治，減少對行車秩序的干擾。