西安地鐵分段絕緣器運行情況分析及改進措施

于 勉，韓妮樂

（西安市地下鐵道有限責任公司，陜西西安 710016）

0 引言

分段絕緣器在接觸網系統中是最大的集中荷載，在有限的空間內集合接頭線夾、導流滑道和絕緣元件等剛性部件于一體，懸掛彈性不如柔性較大的線索結構[1]。在地鐵中，分段絕緣器故障已成為影響行車的常見故障。在自然環境、行車速度、受電弓壓力、接觸網振動和線路條件等因素的綜合作用下，西安地鐵?2?號線接觸網系統在運營?8?年內發生的所有重大故障都與分段絕緣器相關。因此，研究分段絕緣器的故障成因和改進措施顯得非常重要。

1 分段絕緣器簡介

分段絕緣器是實現接觸網電氣分段但又不影響受電弓與接觸線正常滑行的一種電氣設備。西安地鐵目前在正線和車輛段使用的分段絕緣器均為浙江旺隆生產的非絕緣滑道式分段絕緣器。柔性分段絕緣器型號為?FDJYQ-CWL-1、FDJYQ-CWL-2，剛性分段絕緣器型號為?G-FD-CWL-1800，下文將對各典型運行情況進行分析。

2 分段絕緣器運行情況分析及改進措施

2.1 分段絕緣器與信號機位置不在同一垂直面

西安地鐵渭河車輛段與正線接觸網之間的分段絕緣器設置位置距出入段信號機約?230??m。在車輛段接觸網停電時，分段絕緣器和信號機之間的接觸網就會相應停電，造成部分出入段線停電，影響正線范圍。同時，分段絕緣器和信號機之間接觸網屬于正線，不方便納入車輛段檢修中。

為解決這一問題，應將出入段線的分段絕緣器盡量靠近出入段信號機，且為了方便出入段信號機檢修，應設在出入段信號機外側。同時，當電客車停在信號機處等待進入車輛段時，受電弓應避開分段絕緣器，防止電客車通過?2?個受電弓將正線接觸網的電誤帶入車輛段，確保停車取流時的運行安全。目前，西安地鐵后續線路在設計時，都要求出入段處分段絕緣器設在出入段信號機以外?15??m?處。

2.2 曲線處分段絕緣器

分段絕緣器一般設置在渡線、折返線等特殊線路處[2]。由于線路、建筑結構等影響，部分分段絕緣器位于鋼軌曲線。在實際運營檢修時發現，由于軌道超高等原因，檢修時很難將?4?個導流板的平面相對于軌平面平行。如圖?1?所示，曲線處分段絕緣器的調整只能保證A、B、C、D?中的?3?個滑板在一個平面，另一個滑板通常磨耗嚴重。

圖1 柔性分段絕緣器

該問題加劇了受電弓與分段絕緣器的撞擊、離線和拉弧，不利于弓網運行安全。因此，重點分段絕緣器應盡量避免設置在曲線處，設計安裝時可在曲股轉入直線段后再設置分段。

2.3 變坡區段處分段絕緣器

在實際運行檢修中，在坡度較大的位置設置分段絕緣器很難將?4?個導滑板的平面與軌平面相對平行[3]。地鐵出入段線和出入場線、正線變坡區段都有較大的坡度，例如西安地鐵?2?號線渭河車輛段出入段線處分段絕緣器處于坡度較大的地方，下坡方向的導流板磨耗非常明顯。經分析，受電弓在通過變坡區段時，位置較低側的導流板更容易受到沖擊，導致離線、磨損，造成異常磨耗，甚至可能導致導滑板斷裂引發弓網事故。

因此，分段絕緣器應盡量設在變坡結束后的第一個跨距。同時，由于在一個跨距中，接觸線呈現一個曲線形勢，分段絕緣器應當安裝在跨中，從而使分段絕緣器兩端受壓平衡，減少受電弓通過時發生的側磨、打弓、產生大電弧等現象。

2.4 絕緣棒碳粉磨痕

由于目前使用的受電弓碳滑板為石墨材質，其在分段絕緣器上滑動摩擦時，會在分段絕緣器上形成一層碳粉，致使絕緣元件的表面形成污穢層。在西安地鐵車輛段的分段絕緣器的絕緣棒上經常會形成一層碳粉磨痕。

經過分析研究，絕緣棒上附著碳粉后，在大霧雨雪天氣時，將大大降低絕緣棒的耐壓值[4]。在接觸網檢修中，分段絕緣器一側處于耐壓狀態，尤其在霧、雨、雪等惡劣天氣時，將極大地影響接觸網檢修作業人員的安全。因此在日常巡視中一定要加強對絕緣棒的檢查，如發現有碳粉磨痕，一定要及時進行處理。

2.5 剛性分段絕緣器導滑板斷裂

西安地鐵正線所用的剛性分段絕緣器如圖?2?所示，其導滑板由?2?個短滑板和?2?個長滑板組成[5]。由于剛性分段絕緣器的?1?個長滑板斷裂，造成接觸網短時短路跳閘故障，并且導致列車無法正常通過分段所在的折返線，后續列車采用站前折返方式行車。

圖2 剛性分段絕緣器導滑板斷裂

如圖?2?所示，導滑板斷裂位置為滑板與分段基座固定螺栓的安裝孔處。由于長滑板與匯流排在沿線路方向存在一個角度，當受電弓從小頭向大頭滑動時，會對長滑板產生向上頂起、向匯流排兩側擠壓的力。因此滑板固定螺栓的安裝孔處是整個滑板的薄弱環節。由于分段絕緣器具有雙向通過的功能，為了有效避免滑板薄弱處斷裂，應使分段絕緣器的安裝方向滿足受電弓從分段大頭向小頭滑動。

導流板導角為受電弓從接觸線過渡到分段絕緣器的始觸區。分段絕緣器因本身質量太大，易形成較嚴重的硬點。當受電弓由接觸線過渡至分段絕緣器的瞬間，會對導流板轉角處施加較大的水平撞擊作用力，垂直方向上受電弓由于自身的彈力，對導流板施加一個垂直方向的接觸壓力。導流板在這兩種合力的作用下，在一定的循環次數后出現裂紋或折斷。在檢修過程中，應加強對導角處的觀察，當其發生異常磨耗時，要及時對其進行調整，使其與相鄰的導流板保持在一個平面上。

2.6 剛性分段絕緣器短滑板從貫通式螺栓脫落

剛性分段絕緣器的兩塊短導滑板連接在一根貫通式螺栓的兩側，兩端再通過螺母進行緊固。如圖?3?所示，在地鐵實際運行中，發生過因一側螺栓外露過多，導致另一側螺母絲未完全扣在螺栓上，最終在行車振動的作用下，螺母因緊固力不夠而脫落，該側導流板隨之脫落而引發接觸網跳閘事故，該故障直接導致列車中斷行車[6]。

圖3 剛性分段絕緣器滑板從貫通式螺栓松脫

在地鐵運營維護中，部分檢修人員因對其檢修特點不熟悉或責任心不足，在對分段絕緣器導滑板進行調整后，不注意貫通式螺栓的緊固。因此在檢修中，針對此類貫通式螺栓要注意調整，使兩端外漏長度基本相同，并且應以螺母絲全部緊固入螺栓為標準，確保兩側螺母具備足夠的緊固力矩。

3 結束語

本文對西安地鐵運行過程中發現的分段絕緣器設計位置不合理及運行中出現的絕緣棒碳粉磨痕、調節螺桿、導流板等故障原因進行了深入分析，并對分段絕緣器的設計位置、安裝方法、檢修要點等提出了改進措施。作為地鐵運營安全的重點，分段絕緣器一旦發生事故將直接中斷行車，因此只有在設計、施工、運行維護各個階段重點卡控，才能保障分段絕緣器運行狀態優良，為地鐵安全行車提供堅實保障。

[1]楊森林，桑曉明.淺談城軌接觸網系統的應用、施工及維護[J].現代城市軌道交通，2007（3）：23-25.

[2]劉杰.分段絕緣器與分相絕緣器安裝存在問題的探討[J].電氣化鐵道，2001（4）：34-35.

[3]錢余生.城軌接觸網分段絕緣器故障分析與優化方案[J].都市快軌交通，2013，26（2）：134-137.

[4]宋奇吼，李學武.城市軌道交通供電（第三版）[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[5]吉鵬霄，張桂林.電氣化鐵路接觸網（第二版）[M].北京：化學工業出版社，2011.

[6]江洪澤，高衛忠.接觸網分段絕緣器搶修演練及應急處理[J].現代城市軌道交通，2006（4）：28-29.