電氣化鐵路牽引供電設備電燒傷問題的預防

尚 玉

電氣化鐵路牽引供電設備電燒傷問題的預防

尚 玉

為了提高電氣化鐵路運輸能力，針對接觸網設備的故障原因進行分析，并給出了有效措施進行預防。

電氣化鐵路；接觸網；電氣燒傷

1 電氣化鐵路的組成及接觸網設備的運行現狀

電氣化鐵路主要是由牽引網、鋼軌、電力機車組成，而牽引網包括牽引變電所和接觸網兩大部分，電力機車通過牽引變電所輸送電能到接觸網上而帶動其行走。接觸網是鐵路牽引變電所向電力機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，是一種無備用的戶外供電裝置，經常受冰、雨、雪、風等惡劣氣候條件變化的影響，造成設備運行狀態不良，頻繁引發故障。尤其在接觸網運行多年、牽引運能不斷增加的情況下，接觸網設備的電氣燒傷故障已越來越突出（見表1）。因其事前難以發現，而且危害性又大，嚴重影響了鐵路行車和各項運輸任務的完成，給國家和企業造成巨大的經濟損失。針對表1的故障統計，大同煤礦集團公司云岡溝電氣化鐵路接觸網在2010年采取了有效的措施，現運行良好。因此，做好接觸網設備的日常檢修和電氣設備燒傷故障的預防，對消除設備隱患，指導事故搶修，提高鐵路經濟效益具有重要意義。

表1 2009年1月～12月故障跳閘統計

2 接觸網設備各類電燒傷故障原因

（1）電氣連接部分（有些線夾銅鋁過渡）因連接不良或長時間運行松動等原因引起的電、化學腐蝕，造成主導回路的截面（或當量截面積）不足，電氣連接阻抗加大，從而導流不暢，燒傷接觸網設備。如：同煤集團四臺溝牽引變電所饋出線與接觸網因線材的不同在設計時采用了銅鋁過渡線夾連接，在連接處導致了嚴重的電、化學腐蝕，造成此處導電性能差，從而引發多起燒傷設備線夾和導線的故障。

（2）設計的接觸網結構中某些不應有電流通過的地方，由于某些條件的巧合通過了全部或部分牽引電流。由于這些地方沒有保證牽引電流（或其分流）通過的必要的電氣連接，所以燒傷了接觸網設備。

（3） 由于線路阻抗的不同而形成電壓差，在風力、溫度變化、振動等因素的作用下，設計時的裕量沒有達到現場要求，導致安全距離不夠，造成放電現象，放電電弧燒傷了接觸網設備。

（4）隨著鐵路運輸的高速發展需要（萬t裝載煤列與高速列車），現在牽引運能的增加已超出了裕量，列車時速在不斷提高，原有的一些線索和設備因持續載流量偏小、穩定性能差而承受不了大電流的運行和長期的震動，而發生了電氣燒傷。

（5）改造后的接觸網線路，兩端同相而不同饋線供電的絕緣錨段關節、分段絕緣器，因供電臂的阻抗不同而形成電壓差，當電力機車通過受電弓短接兩供電臂瞬間，在端接點處產生電弧，造成設備的燒傷。

（6）接觸網回路由饋電線、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行連接，使這一回路沿鐵路延伸，滿足向電力機車供電的需要。線路改造中因資金投入情況，不能實現整體更換，而是逐年分步進行改造，勢必造成新設備與舊設備在運行中不相適應，使得部分線路存有缺陷，引起局部載流過大、零部件分流嚴重等，從而燒傷接觸網設備，如同煤集團云岡溝電氣化鐵路接觸網兩萬t裝煤改造。

（7）電氣連接線夾發熱。原因是電氣連接線夾在長期的運行過程中發生螺栓松動、電力復合脂老化等缺陷，使電連接處接觸電阻增加進而發熱量增加，使線夾發熱而燒傷線索，嚴重情況下燒斷線索。

（8）線索（接觸線、承力索、供電線、回流線、吸上線）自電氣接續部分斷股或斷開。原因是站場股道電聯接因長期運行，電聯接線及線夾嚴重氧化、銹蝕、臟污或燒傷，使股道間接觸懸掛在機車取流的情況下產生較大的壓差，接觸懸掛在軟橫跨上產生環流，從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環節產生放電燒傷現象。

（9）在有嚴重污染的接觸網線路區段，因接觸網設備受到長期的污染，導致接觸網設備的絕緣性能大大降低，經常引起設備閃絡放電現象，造成不同種類的電燒傷故障。如同煤集團云岡溝的電氣化鐵路，是國家“七五”重點工程，是大秦鐵路的配套工程，承載著2萬t電力機車的運行，由于其特殊的裝煤方式，使定量斗裝車點附近的接觸網設備受到嚴重的污染。尤其是進入冬季，為了提高煤質，滿足用戶的用煤要求，同煤集團云岡溝各礦對煤炭先洗選后裝車，在冬季裝車時為防止車幫、車底凍結，裝車時噴灑防凍液，冬季線路上風大，防凍液及煤塵經常被濺到裝車點附近的鐵路接觸網設備上，大大降低了接觸網設備的絕緣性能，導致絕緣子經常產生閃絡放電現象，造成設備電燒傷故障，嚴重影響了電氣化鐵路安全運營。

（10）在有化學物質嚴重腐蝕的接觸網線路區段，接觸網設備因受外界環境因素的影響，設備大多受到嚴重腐蝕，造成設備導電效果差、絕緣性能降低、線夾連接處電阻增大等，從而引起設備電燒傷故障。如同煤集團云岡溝電氣化鐵路四臺站接觸網，因遭到化學物質的腐蝕，導致吊弦、定位裝置、支持裝置、線夾、線索嚴重銹蝕，提高了電燒傷故障幾率。

3 預防設備電燒傷故障問題的措施

（1）首先要嚴格執行標準。如風速選值、最大受風偏移量、接觸網最大跨距、錨段偏角、設計拉出值等技術參數都需要結合現場認真研究確定（如接觸網跨距除根據風偏移計算確定外，考慮接觸線馳度、接觸懸掛彈性等因素，一般情況不應超過67 m，允許施工誤差為+1，-2；錨段偏角一般不應大于6°，困難情況下不得超過12°）。

（2）改造后的線路應勤觀察，改造中應盡量選取配套和導電性能好的設備，對使用年久和運行狀態不良的設備應及時更換。

（3）用高科技檢測儀器（如紅外線測溫儀和接觸網激光檢測儀）有計劃地對接觸網上的各個連接部位及線夾進行有效的實時監控，及時發現因技術狀態差、線夾松動、過熱和絕緣損壞的早期放電現象，預防設備故障的發生。

（4）認真做好日常運行維護工作，提高設備供電質量，加強設備的巡視維護力度，及時消除設備隱患。

（5）有效利用停電施工點和“天窗”點，對全線路設備進行“拉網式”平推整治，對重污區加強巡視和清掃力度，減少電燒傷故障發生。

4 結束語

電氣化鐵道中，預防接觸網設備電氣燒傷是關系到電氣化鐵路正常運營的一個重要課題，也是提高鐵路經濟效益的一個重要手段，要認真貫徹“修養并重、預防為主”的方針，才能有效降低電燒傷故障，切實提高鐵路安全供電質量。

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，現在大同煤礦集團礦山鐵路分公司工作，助理工程師。

2011-06-09

2011-06-30