電氣化鐵路接觸網(wǎng)絕緣性能的實踐研究

李麗紅,石白云

（1.大同煤礦集團礦山鐵路分公司，山西大同037003；2.山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院，山西大同037003）

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的主要供電裝置,其功能是將牽引變電所輸出的電能傳輸?shù)诫娏C車上,實現(xiàn)電力機車的正常運行[1],如圖1所示。

圖1 接觸網(wǎng)功能示意圖

由于接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的,而且是一種無備用的戶外輸電裝置。因此,經(jīng)常要受到自然環(huán)境和工業(yè)環(huán)境下的雨、雪、風(fēng)、粉塵、污物、水汽以及冰凍等惡劣氣候與惡劣環(huán)境變化的影響,一旦受損將會中斷供電,給鐵路運輸生產(chǎn)帶來重大損失。

1 四臺溝電氣化鐵路110 kv牽引變電所及接觸網(wǎng)設(shè)備污染受損情況

位于山西省大同市西南的四臺溝電氣化鐵路110 kv牽引變電所及接觸網(wǎng)是大秦電氣化鐵路的配套工程,是同煤集團公司煤炭外運大動脈上的關(guān)鍵節(jié)點之一。但由于其特殊的裝車方式,使定量斗裝車點附近的接觸網(wǎng)設(shè)備受到了嚴(yán)重的污染。尤其是進入冬季,防凍液與煤塵的混合物經(jīng)常被濺到裝車點附近的鐵路接觸網(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,造成接地跳閘事故,中斷電氣化鐵路供電,嚴(yán)重制約著煤炭外運的順利進行。四臺溝電氣化鐵路110 kv變電所及接觸網(wǎng)2005年12月～2006年11月跳閘統(tǒng)計，見表1。

從表1可以看出,因定量斗裝車點絕緣子污染擊穿而引起變電所224＃開關(guān)跳閘44次;225＃開關(guān)跳閘35次。據(jù)統(tǒng)計2006年由跳閘斷電造成的中斷供電及行車?yán)塾嬤_70 h,間接經(jīng)濟損失按鐵道部非主要干線影響行車500元/分鐘計算[2],損失達210萬元;同時,由于重污染區(qū)接觸網(wǎng)絕緣性能下降造成的供電裝置與部件的損壞,如分段絕緣器、懸式絕緣子、棒式絕緣子、立式絕緣子、牽引變電所真空斷路器、繼電保護設(shè)備等等,其直接經(jīng)濟損失達40余萬元。

表1 2005年12月～2006年11月跳閘統(tǒng)計表*

2 提高接觸網(wǎng)設(shè)備絕緣性能的技改方案[3]

針對上述情況,我們從2006年起就致力于此項研究,對定量斗裝車點附近的接觸網(wǎng)支持裝置、定位裝置、軟橫跨等設(shè)備持續(xù)不斷地進行技術(shù)改造,并通過多次實踐驗證,供電效果良好。

1）技改方案I:針對定量斗裝車點附近的軟橫跨絕緣子經(jīng)常被污染的現(xiàn)狀,在橫向承力索和上部固定繩之間的直吊線上安裝一片懸式絕緣子,以增加橫向承力索與上部固定繩之間的整體絕緣性能,見圖2。

2）技改方案Ⅱ:將上下部固定繩原有的3片絕緣子增加到4片,使絕緣子的泄露距離由原來的900 mm增加到1 200 mm,以此來提高軟橫跨上下部固定繩的整體絕緣性能,見圖3。

3）技改方案Ⅲ:在定位器中間增加一個防污型硅橡膠絕緣子,增強定位裝置的整體絕緣性能,使原定位器變?yōu)榻^緣定位器,起到雙重絕緣功效,見圖4。

4）技改方案Ⅳ:針對支持裝置的棒式絕緣子經(jīng)常被污染的現(xiàn)狀,在平腕臂和單耳腕臂上各增加一個400 mm的絕緣棒,以提高支持裝置的整體絕緣性能,見圖5。

5）技改方案Ⅴ:在各礦定量漏斗裝車點接觸網(wǎng)導(dǎo)入裝置的T型梁前500 mm導(dǎo)線處增加1組長約1 m的絕緣件,并在絕緣件上方的承力索增加5片懸式絕緣子,這樣使導(dǎo)入裝置的T型梁與斜拉絕緣子成為無電區(qū),使原有的定量斗無電區(qū)由15.2 m加長到20.2 m,但仍能保證電力機車在定量斗裝車點鐵路線路坡度不同的情況下安全平穩(wěn)牽引通過。

3 實踐成果和經(jīng)濟效益

技改后,定量斗裝車點附近的接觸網(wǎng)供電設(shè)備的絕緣性能得到了有效提高,因重污區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備絕緣性能下降造成的故障跳閘由2006年的79次降為2009年的3次,見表2。由此可以看出,技改后接觸網(wǎng)供電設(shè)備的絕緣性能已達到了預(yù)期的效果,但在實際工作中,還要抓好日常的清掃和檢修工作,合理利用“天窗”作業(yè)點,這樣才有可能大大降低重污區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備引起的供電跳閘故障,確保鐵路高效、安全不間斷地供電,延長供電設(shè)備的使用壽命,減少維修材料費用、人員搶修費用的投入。

表2 技改前后效果比較表

4 結(jié)束語

上述幾項技改方案工藝簡單,少投資小,施工周期短經(jīng)濟效果顯著,有利于重污區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備和有定量裝車點的電氣化鐵路推廣使用。

[1]李偉.接觸網(wǎng)[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[2]汪松滋.電氣化鐵道接觸網(wǎng)事故與安全運行[M].北京:中國鐵道出版社,1993.

[3]李宗文.接觸網(wǎng)施工與檢修[M].北京:中國鐵道出版社,1996.