高鐵接觸網分段絕緣器主要故障及對策

于春山

摘要：高鐵接觸網運行容易出現的主要故障之一是高鐵接觸網分段絕緣器故障問題，為了更好地促進我國高速鐵路建設的穩定發展，需要研究人員針對高鐵接觸網的重要設備分段絕緣器進行優化，在發揮綜合性能積極作用的同時提高接觸網供電運行的穩定性。介紹高鐵接觸網分段絕緣器故障概況，對高鐵接觸網分段絕緣器的優化方案進行分析和研究。

關鍵詞：高鐵接觸網;分段絕緣器;故障;對策

分段絕緣器是接觸網上實現同相電氣分段、使受電弓平滑通過的重要絕緣設備。它將同一相供電單元的接觸網分隔成幾個獨立的供電范圍，為上下行電氣分隔、站場供電分束、機務整備等提供作業條件。當某側接觸網需要檢修或發生故障時，能縮小停電范圍，減少對運輸的干擾。分段絕緣器已成為高速鐵路接觸網系統的關鍵設備之一，分段絕緣器是否安全穩定運行已成為高鐵接觸網能否安全供電的重要因素。

1.分段絕緣器結構分析

分段絕緣器在接觸網中的主要作用為電氣絕緣、機械連接并保證受電弓通過時具有良好的過渡狀態。按其結構形式可分為兩種，一種是主絕緣部件兼具機械連接和受電弓滑道多重作用;另一種是主絕緣部件只起到機械連接作用，不具有受電弓滑道的作用，且額外增設了輔助滑道，安裝于主絕緣部件上與受電弓接觸，與導電滑道間靠空氣間隙絕緣，相對懸空。前者的主絕緣由于長期與受電弓碳滑板接觸，極易受到污染而導致工作性能下降，使用壽命較短;后者由于輔助滑板的“懸空”效應，起到空氣間隙絕緣作用，即使輔助滑道受到污染也不會影響其絕緣，因此具有較好的性能，使用壽命較長。經分析認為，該結構的主要缺陷為整個主絕緣部件與接觸導線處于同一垂直面上，位置略高于導線，即正好處于導線與受電弓間產生電弧的正上方，極易受到電弧損傷，這一點可從該設備在實際運行中發生的絕緣滑板燒傷得到驗證。

2.分段絕緣器在高鐵接觸網中的使用情況

近幾年，我國的高速鐵路事業得到了飛速的發展，由于高速鐵路具有節能、環保、經濟、快速等諸多優勢，因此在交通運輸領域發展前景較為光明。分段絕緣器在高速鐵路接觸網中占據很重要的地位，也是一個非常重要的設備，只有讓分段絕緣器保持良好的現場運行狀態，線路才能更加安全可靠地運營。分段絕緣器不僅實現了接觸網的電氣分段，還不用受到受電弓與接觸線滑行的影響。大多將其設置在折返線、正線渡線以及車輛段裝卸、檢修等特殊的線路中。一般情況下，機車通過分段絕緣器需要在受電弓帶電滑行的帶動下，當任意一側的接觸網由于故障或者檢修問題需要停電的時候，可以用將分段絕緣器中的隔離開關斷開的操作，斷開這個部分接觸網的供電，同時依舊正常供電給其余部分的接觸網，讓接觸網運營的靈活性與可靠性得到有效的提升。

3.高鐵接觸網分段絕緣器故障的表現形式

根據高鐵接觸網分段絕緣器的現狀表現，可以發現其容易出現故障的地方并且需要對表現形式進行分析。①在惡劣天氣下高鐵接觸網分段絕緣器中內部遭受閃絡擊穿，設備跳閘。②絕緣滑板受到受電弓碳滑板磨損或者碳粉附著，在惡劣天氣下容易擊穿。③如果進入高鐵接觸網分段絕緣器的無電區，會造成嚴重燒毀卻不會跳閘的現象。④機車低速通過壓差較大的分段絕緣器，也會造成燒毀嚴重但不跳閘的局面。⑤相反在機車通過高鐵接觸網分段絕緣器停電區域時，既會造成分段嚴重燒毀又會造成設備跳閘。這些明顯表現為絕緣部件的燒毀或者斷裂現象的故障可以分為顯性故障和隱形故障，在不同環境或者條件下有著差別反應，需要進行針對性的故障處理和規劃合理的優化方案。

4.高鐵接觸網分段絕緣器的優化方案

4.1嚴控首次安裝標準和質量

（1）加強分段絕緣器的源頭質量控制和管理，尤其是新建線路，施工單位要嚴格按照標準施工安裝，確保一次安裝、調整到位，運營管理單位要加強配合和監督，切實把好標準關。（2）初次安裝，務必使得分段絕緣器工作于受電弓中心部位。否則，當分段絕緣器偏離受電弓中心時，不均勻磨耗的受電弓滑板呈凹型，可能打擊分段絕緣器的部件而造成弓網故障。（3）分段絕緣器投運初期，應加強巡視檢查，發現問題及時處理。投運后，按照有關規程進行巡視檢查，主要觀察各零部件工作狀態是否良好、主絕緣是否表皮損壞等。

4.2.加強清掃維護

備管理單位應根據分段絕緣器的運行環境、服役時間長短等不同情況，實施差異化檢修周期，重污染區等特殊處所應制定科學合理的檢修維護周期。尤其是惡劣天氣（大霧、小雨、雷雨、表面凝露結霜、霧霾等）情況下，一定要加強巡視、清掃和維護，避免承受對地電壓而擊穿。

4.3加強日常巡視檢查

將分段器列入日常重點巡視的項目，巡視時要格外注意受電弓通過分段絕緣器的取流情況，觀察是否有振動大、拉弧或異常聲響等。當檢測到分段絕緣器參數發生變化超標時，應及時按照分段絕緣器調整程序和標準調整。尤其應該注意以下幾點：（1）絕緣器主絕緣應完好，其表面放電痕跡應不超過有效絕緣長度的20%。主絕緣嚴重磨損應及時更換。（2）分段絕緣器按照標準調整其負弛度，減少硬點，其弛度為15～60mm為宜，用彈簧稱吊稱其力值接近其附近各點的受電弓的正常靜抬力來判斷負弛度的大小。（3）分段絕緣器安裝處，在分段兩側的2米之內應安裝接觸網吊弦，避免承力索、接觸線的懸浮電位差可能造成的微小放電聲。（4）在檢測絕緣分段器靜態參數時一般采用“五處十點”標定檢查法進行檢測，同時按照技術標準調整后，用直尺沿導線向分段絕緣器本體滑動進行檢查，確保滑道底面在同一平面。否則可能引起局部的電弧灼傷，長期積累會造成本體燒損。

4.4加強車載接觸網運行狀態檢測裝置（3C）檢測數據的監控與分析

當3C檢測裝置對管內分段進行檢測后，及時收集檢測數據，重點分析報警數據;如發現有重復多次報警的情況，后期安排人員利用天窗點對其進行上網檢查和檢調，確保分段絕緣器技術參數符合標準安全運行的要求。

結語

綜上所述，隨著鐵路業務需求的不斷變化和高速鐵路的飛速發展，對接觸網分段絕緣器的綜合要求越來越高，影響接觸網分段絕緣器的因素也來越復雜，但是只要設備管理單位精細管理，通過深入分析接觸網分段絕緣器的運行狀態和常見故障，經分析研究，提供有效的解決對策和方案，不斷地發現和積累經驗，提出新思路，為我國高速鐵路的發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]郭晨曦，黃岳群.電氣化鐵路接觸網用分段絕緣器鐵道行業標準研究[U].鐵道技術監督，2017，45（07）：1-4.