电气化铁路牵引供电设备电烧伤问题的预防

尚 玉

电气化铁路牵引供电设备电烧伤问题的预防

尚 玉

为了提高电气化铁路运输能力，针对接触网设备的故障原因进行分析，并给出了有效措施进行预防。

电气化铁路；接触网；电气烧伤

1 电气化铁路的组成及接触网设备的运行现状

电气化铁路主要是由牵引网、钢轨、电力机车组成，而牵引网包括牵引变电所和接触网两大部分，电力机车通过牵引变电所输送电能到接触网上而带动其行走。接触网是铁路牵引变电所向电力机车供电的特殊输电线路，也是电气化铁路中主要供电装置之一。由于沿铁路线上空架设，是一种无备用的户外供电装置，经常受冰、雨、雪、风等恶劣气候条件变化的影响，造成设备运行状态不良，频繁引发故障。尤其在接触网运行多年、牵引运能不断增加的情况下，接触网设备的电气烧伤故障已越来越突出（见表1）。因其事前难以发现，而且危害性又大，严重影响了铁路行车和各项运输任务的完成，给国家和企业造成巨大的经济损失。针对表1的故障统计，大同煤矿集团公司云冈沟电气化铁路接触网在2010年采取了有效的措施，现运行良好。因此，做好接触网设备的日常检修和电气设备烧伤故障的预防，对消除设备隐患，指导事故抢修，提高铁路经济效益具有重要意义。

表1 2009年1月～12月故障跳闸统计

2 接触网设备各类电烧伤故障原因

（1）电气连接部分（有些线夹铜铝过渡）因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导回路的截面（或当量截面积）不足，电气连接阻抗加大，从而导流不畅，烧伤接触网设备。如：同煤集团四台沟牵引变电所馈出线与接触网因线材的不同在设计时采用了铜铝过渡线夹连接，在连接处导致了严重的电、化学腐蚀，造成此处导电性能差，从而引发多起烧伤设备线夹和导线的故障。

（2）设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，由于某些条件的巧合通过了全部或部分牵引电流。由于这些地方没有保证牵引电流（或其分流）通过的必要的电气连接，所以烧伤了接触网设备。

（3） 由于线路阻抗的不同而形成电压差，在风力、温度变化、振动等因素的作用下，设计时的裕量没有达到现场要求，导致安全距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。

（4）随着铁路运输的高速发展需要（万t装载煤列与高速列车），现在牵引运能的增加已超出了裕量，列车时速在不断提高，原有的一些线索和设备因持续载流量偏小、稳定性能差而承受不了大电流的运行和长期的震动，而发生了电气烧伤。

（5）改造后的接触网线路，两端同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差，当电力机车通过受电弓短接两供电臂瞬间，在端接点处产生电弧，造成设备的烧伤。

（6）接触网回路由馈电线、接触线、承力索、隔开、隔开引线、电连接器等组成，各部分间由各种线夹进行连接，使这一回路沿铁路延伸，满足向电力机车供电的需要。线路改造中因资金投入情况，不能实现整体更换，而是逐年分步进行改造，势必造成新设备与旧设备在运行中不相适应，使得部分线路存有缺陷，引起局部载流过大、零部件分流严重等，从而烧伤接触网设备，如同煤集团云冈沟电气化铁路接触网两万t装煤改造。

（7）电气连接线夹发热。原因是电气连接线夹在长期的运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷，使电连接处接触电阻增加进而发热量增加，使线夹发热而烧伤线索，严重情况下烧断线索。

（8）线索（接触线、承力索、供电线、回流线、吸上线）自电气接续部分断股或断开。原因是站场股道电联接因长期运行，电联接线及线夹严重氧化、锈蚀、脏污或烧伤，使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差，接触悬挂在软横跨上产生环流，从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生放电烧伤现象。

（9）在有严重污染的接触网线路区段，因接触网设备受到长期的污染，导致接触网设备的绝缘性能大大降低，经常引起设备闪络放电现象，造成不同种类的电烧伤故障。如同煤集团云冈沟的电气化铁路，是国家“七五”重点工程，是大秦铁路的配套工程，承载着2万t电力机车的运行，由于其特殊的装煤方式，使定量斗装车点附近的接触网设备受到严重的污染。尤其是进入冬季，为了提高煤质，满足用户的用煤要求，同煤集团云冈沟各矿对煤炭先洗选后装车，在冬季装车时为防止车帮、车底冻结，装车时喷洒防冻液，冬季线路上风大，防冻液及煤尘经常被溅到装车点附近的铁路接触网设备上，大大降低了接触网设备的绝缘性能，导致绝缘子经常产生闪络放电现象，造成设备电烧伤故障，严重影响了电气化铁路安全运营。

（10）在有化学物质严重腐蚀的接触网线路区段，接触网设备因受外界环境因素的影响，设备大多受到严重腐蚀，造成设备导电效果差、绝缘性能降低、线夹连接处电阻增大等，从而引起设备电烧伤故障。如同煤集团云冈沟电气化铁路四台站接触网，因遭到化学物质的腐蚀，导致吊弦、定位装置、支持装置、线夹、线索严重锈蚀，提高了电烧伤故障几率。

3 预防设备电烧伤故障问题的措施

（1）首先要严格执行标准。如风速选值、最大受风偏移量、接触网最大跨距、锚段偏角、设计拉出值等技术参数都需要结合现场认真研究确定（如接触网跨距除根据风偏移计算确定外，考虑接触线驰度、接触悬挂弹性等因素，一般情况不应超过67 m，允许施工误差为+1，-2；锚段偏角一般不应大于6°，困难情况下不得超过12°）。

（2）改造后的线路应勤观察，改造中应尽量选取配套和导电性能好的设备，对使用年久和运行状态不良的设备应及时更换。

（3）用高科技检测仪器（如红外线测温仪和接触网激光检测仪）有计划地对接触网上的各个连接部位及线夹进行有效的实时监控，及时发现因技术状态差、线夹松动、过热和绝缘损坏的早期放电现象，预防设备故障的发生。

（4）认真做好日常运行维护工作，提高设备供电质量，加强设备的巡视维护力度，及时消除设备隐患。

（5）有效利用停电施工点和“天窗”点，对全线路设备进行“拉网式”平推整治，对重污区加强巡视和清扫力度，减少电烧伤故障发生。

4 结束语

电气化铁道中，预防接触网设备电气烧伤是关系到电气化铁路正常运营的一个重要课题，也是提高铁路经济效益的一个重要手段，要认真贯彻“修养并重、预防为主”的方针，才能有效降低电烧伤故障，切实提高铁路安全供电质量。

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，现在大同煤矿集团矿山铁路分公司工作，助理工程师。

2011-06-09

2011-06-30