接觸網故障判斷及方法

趙耀輝

摘 要：接觸網是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。隨著我國鐵路大面積提速工作的實施，因此為保證我國的列車正常運行為全國人民帶來快捷安全的旅行，本文分析和研究接觸網可能出現的較常見的故障判斷以及方法。

關鍵詞：接觸網;故障;補償裝置; 判斷方法;

由于接觸網負擔著把從牽引變電所所獲得的電能輸送給電力機車使用的重大任務。接觸網在日常運行中就比較容易出現故障。針對接觸網自身所具備的特點，接觸網的質量和工作狀態將直接影響電氣化鐵道的運輸能力。因此分析和研究接觸網可能出現的較常見的故障就顯得極為重要。

一、故障判斷

1、補償裝置問題

在隧道內接觸網滑輪組下錨補償裝置安裝施工過程中，經常發現補償滑輪和隧道壁上的定滑輪存在不同程度的偏磨現象，極易將滑輪輪沿磨成薄片，不但縮短了補償滑輪的使用壽命，甚至使補償繩從補償滑輪中脫落，造成塌網事故。由偏磨引起補償墜砣串的卡滯以及墜砣抱箍與導管之間較大的摩阻力，使其不能自由升降，改變了接觸網的張力狀態，影響機車受電弓正常取流，給行車安全和設備安全帶來了重大隱患。隧道內接觸網滑輪組下錨補償裝置由補償滑輪組、補償繩、動滑輪、定滑輪、墜砣串、限制架以及連接零部件組成。受隧道空間限制，隧道內滑輪組補償裝置中的補償繩必須通過動（定）滑輪固定在隧道壁上，使墜砣串位于人行通道外側。該裝置設在錨段兩端，其作用是在溫度變化時，接觸網線索受溫度影響伸長或縮短，在墜砣串的重力作用下，線索沿線路方向移動以自動調整，使其張力保持恒定不變，確保接觸懸掛的彈性滿足設計要求。

2、絕緣閃絡問題

2.1影響絕緣子絕緣性能的條件，絕緣子污閃是指電氣設備絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下，其可溶物質逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電力場作用下出現的強烈放電現象。在干燥情況下，絕緣子表面污層的電阻很大，對閃絡電壓沒有多大影響。但當空氣濕度很高， 或在毛毛雨、霧、露、雪等不利氣候條件下，絕緣子表面污層被濕潤，其表面電導劇增，使絕緣子泄漏電流急劇增加，絕緣子的閃絡電壓大大降低，甚至可能在工作 電壓下發生閃絡。 污閃是在工作電壓下發生的、常常會造成大面積和長時間的停電事故。

2.1.1工業的大氣污染越來越嚴重，氣象條件越來越惡劣，隨著氣壓、風速、溫度等條件的變化形成嚴重的污染源。由于絕緣子表面長期遭受工業和自然污穢物的污染和積污，當其表面污穢層受潮后，絕緣電阻下降，泄漏電流增加，從而導致閃絡事故發生。供電部門必須強化輸變電設備管理，采取停電定期清掃、帶電作業清掃、水清洗和采用新技術、RTV涂料等新材料技術措施有效的防止污閃事故的發生。

2.1.2 鳥糞極易造成短路或縮短絕緣子的有效爬距，使絕緣子在正常工作電壓下發生污閃事故。所以鳥糞污染是不可忽視的因素，目前國內供電部門采取夜間驅趕、捅鳥窩、桿塔放置防鳥器和安裝防著落筑巢設施等避免鳥糞對絕緣子所造成的污閃事故。

2.1.3 由于在高海拔環境下大氣壓強較低，所以極易發生放電現象，并且電弧較粗，在交流過零后，電路極易發生放電現象，電弧容易發生重燃，較難熄滅。所以在高海拔、低氣壓下運行的輸變電設備應加強其絕緣。在進行絕緣配合計算時必須充分考慮其影響，適當提高其污閃電壓，一般情況下在海拔3000 m以上時，污閃電壓數值相應考慮提高25%左右。

2.1.4絕緣子覆冰、覆雪對污閃電壓有不同的影響，經過有關科研部門的試驗研究，絕緣子先污染后結冰時在相同的鹽密下，無論在凍結狀態還是在融化狀態下其污閃電壓可提高，若冰在充分融化時其耐受電壓不變。通常情況下由于冰雪在空氣中往往是受到污染后凍結在絕緣子上，這時其耐受電壓值最低，極易發生閃絡事故。

2.1.5由于地理環境的不同，大氣污染造成個別地區不同程度的存在酸雨、酸霧現象，由于酸性污穢物的電導率隨pH值的減少而增大，從而大大降低絕緣子的閃絡電壓。隨著工業化進程的加快，電網受大氣污染的形勢更加嚴峻，所以必須提高環保意識，同時采取技術措施，強化輸變電設備管理，避免閃絡事故的發生。

2.1.6絕緣子爬距、結構及材料與污閃電壓密切相關，一般情況下，污閃電壓隨爬距的增大而增加。絕緣子的結構形狀直接影響絕緣子的防污性能，合理的結構設計，其表面光滑，不易形成渦流，積污量較小，提高了污閃電壓。采用高分子有機復合材料，由于其形狀系數大，表面電阻大且有良好的憎水性，防污性能好。因此在絕緣子選型時，必須根據具體情況合理選擇其幾何爬距和結構，采用新技術，積極推廣使用復合絕緣子。

2.1.7一般情況下，絕緣串長度與污閃電壓成線性關系，但是由于受絕緣子串同桿塔架構距離的影響而產生的鄰近效應，所以絕緣子串長與污閃電壓之間在高電壓下存在飽和現象。在實際工程設計和施工中，為了提高其閃絡電壓，應根據計算適當增加絕緣子片數，但在桿塔架構設計時，應注意和考慮與絕緣串之間的距離。

2.2絕緣子積污的影響因素

2.2.1絕緣子型式的影響。絕緣子的形狀和安裝方式影響積污量。空氣流動速度和絕緣子外形，決定了絕緣子附近的氣流特性。在不會形成渦流的光滑表面上積污量少，相反在容易形成渦流和湍流以及使氣流速度降低的部位有利于污穢的沉積。在同等污染情況下，接觸網的棒式絕緣子的積污要大于變電所的套管。傾斜安裝的絕緣子因其結構特點及落塵面積大比水平安裝的絕緣子更宜積污。懸式絕緣子中，懸垂串絕緣子串的積污最嚴重。水平串絕緣子上、下表面均能被雨水沖刷，其自潔性最好。V形串絕緣子的受污程度介于懸垂串和水平串之間。

2.2.2降雨的影響。長期實踐表明，降雨對絕緣子積污有顯著影響。一般地區夏秋季節（7-9月）降雨時，絕緣子積污減少;冬季后期（1-3月）降雨少時，絕緣子積污量達到最大值。1-3月份也是易發生絕緣子污閃的季節。

2.2. 3距污染源的影響。電氣化鐵路接觸網沿鐵路線上方架設，接觸網的絕緣子處在線路上方5-7m處。鐵路車輛的貨物裝載高度最高可達4.8m。列車運行時，裝載中的煤粉飛揚、內燃機車的煙塵、受電弓滑落碳粉等，都有可能積落在絕緣子上，特別是隧道內，空氣隨同飛起的粉塵不易擴散，絕緣子的積污就會更加嚴重。在車站或線路附近有水泥廠、發電廠、焦化廠都會對絕緣子產生較強污染。

2.2.4污閃的季節性和時間性污閃多發生在秋末冬初和冬末初春季節。凌晨是污閃出現的高峰，因此時是霧形成的最好時間和降雪最多的時段，一般情況下當太陽出來后逆溫層消失，霧也就散去了，所以中午出現污閃的情況極少。

2.3絕緣子污閃的防治措施 ：

2.3.1增加外絕緣的爬電比距爬電比距越大，絕緣子污閃電壓越高。在沿線在重霧，污染嚴重及頻繁發生污閃的區段合理的提高絕緣子的爬電比距，是提高閃絡電壓的有效途徑。目前，調整爬電距離的方法有裝設防爬裙或更換大爬距防污型絕緣子兩種。

2.3.2加強絕緣子清掃力度，制定清掃周期;加強人工絕緣清掃，特別是重點區域的清掃;在入冬及春融季節進行絕緣子帶電水沖洗。

2.3.3更換合成絕緣子或玻璃鋼絕緣子硅橡膠合成絕緣子具有很強的耐污閃能力，其污閃電壓是瓷絕緣子的2-3倍，其結構為不可擊穿型，且便于清掃。玻璃絕緣子。玻璃絕緣子的爬距大，泄露比距高，且發生故障時能夠自爆，可縮短事故點的查找時間并降低停電損失。這兩種絕緣子在目前都具有優異的防污閃性能。

2.3.4 RTV涂料RTV涂料優異的耐污閃性能設備爬距不能滿足要求時所采用的一種補救措施。京廣線在元氏段曾經使用，效果良好。綜上可見，近期采用加強絕緣子清掃力度，縮短清掃周期來減少污閃的發生率，遠期可通過調整爬電距離，更換大爬距防污型絕緣子或更換硅橡膠絕緣子等來徹底解決絕緣子污閃問題。朔黃線在此方面已開始廣泛應用。相信通過多種技術的運用，絕緣子污閃問題這一電氣化鐵路的“頑疾”將最終得到解決。