关于预防承力索断线的措施研究

摘要：本文结合我单位接触网关键设备—承力索的运行现状，就电气化铁路接触网承力索发生损伤的原因进行了分析，并对照损伤成因制定了针对性的防断措施。

关键词：承力索；损伤；预绞式铠装护线条；承力索中心锚结线夹

承力索是铁路牵引供电的主动脉，因其运行环境的多样性、空间结构的交叉性等因素，容易在机械及电气作用下发生断股等损伤，若不及时采取相应措施，会给设备运行埋下安全隐患。万一发生断线事故，将对正常的运输秩序造成消极影响。如何预防承力索断线，成为供电设备单位共同面对的问题。

一、现状分析

大秦线、北同蒲线供电设备开通运行时间长，设备运行状态呈逐年老化趋势。在我单位开展供电设备标准化检修作业过程中，发现管内THJ70型承力索在曲线转角、下锚转角悬吊滑轮等受力较大处所普遍存在严重磨损现象。在日常不易被巡视发现的绝缘护套内部，检修时也经常会发现承力索断股等损伤现象。实例如下：

（1）2015年10月25日大秦线某供电车间在更换东坪隧道口承力索绝缘护套时，发现距隧道口1米处护套颜色泛白、变形，护套内承力索有烧伤痕迹，37股中已断18股。

（2）2016年9月2日北同蒲线某供电车间对管内设备进行巡视时，发现THJ70承力索在悬吊滑轮处断股近2/3，后要点进行处理。

二、运行过程中承力索发生损伤的原因

（1）承力索在异物搭接下发生灼伤甚至烧断。因运行环境的恶劣性，若风卷长大铝箔纸等异物刮上承力索造成接地，将会造成接触网跳闸，同时短路电流将灼伤承力索。严重情形下，如地方上跨电力线脱落后搭接在承力索上，会对承力索造成明显烧伤，甚至会直接造成断线事故。

（2）在站场软横跨区域，承力索通过悬吊滑轮下锚，在曲线转角处，也会运用悬吊滑轮对承力索定位。在下锚转角大的处所，悬吊滑轮两侧线索张力的矢量和增大，线索与悬吊滑轮之间力的作用加剧。承力索长期受到悬吊滑轮的压迫，且随着温度变化、线索伸缩，在接触面上被压扁变形，局部线径变细。

（3）承力索在悬吊滑轮处卡滞。在承力索转角大的处所，因承力索与悬吊滑轮的相互作用力较大，加之悬吊滑轮的空间不定性，二者力的作用点很有可能不在滑轮凹槽上，而是在滑轮翼缘上。滑轮翼缘受压后悬吊滑轮与其转轴间发生力的作用，严重时会导致悬吊滑轮卡滞。此时悬吊滑轮与承力索之间的摩擦性质为滑动摩擦，造成承力索偏磨。

（4）互相交叉的两支承力索放电烧伤或互磨损伤。在线岔、锚段关节闭口等处两支承力索会发生交叉，若承力索交叉处所有间隙但间隙不足时，会造成线索放电灼伤承力索；若交叉处无间隙，两承力索密贴接触，由于两个锚段的相对运动，两支承力索直接相磨造成线索损伤。

（5）上跨桥下、隧道口绝缘护套内承力索发生锈蚀。一是绝缘护套安装时工艺不达标或年久老化会造成护套密封不良，二是若护套安装位置正好有吊弦线夹，也会造成绝缘护套密封不严。桥梁、隧道壁上流下的水顺着线索进入护套内部，不易蒸发，护套内长期潮湿造成线索锈蚀。加之绝缘护套内部缺陷在巡视时不易被发现，长期发展会沤断线索。

三、对策分析

（一）上跨线（桥）下安装预绞式铠装护线条，对承力索进行防护

铜包钢丝材质制成的预绞式铠装护线条，具有单丝抗拉强度高、耐短路冲击等优点，在与电气化铁路距离接触网不足2米的上跨桥下、与接触网距离不符合要求的上跨线下特别是对上跨电力线电压等级低于35KV处所的承力索安装预绞式铠装护线条，可以增强对承力索的保护，能有效防止因上跨线脱落或异物搭接短路电流等因素造成的承力索燒伤断线。对于已安装绝缘护套但安装工艺不良或老化的处所，也可以更换为预绞式铠装护线条，改善绝缘护套处承力索的运行环境。

值得注意的是，现有预绞式铠装预绞丝内外层长度均为3米，在实际安装过程中发现两条预绞丝的接头处内外两层是对齐的，这样就造成两支铠装护线条存在缝隙，接缝处比较薄弱。建议在实际安装中采取错位安装的方式，将外层改为2米长，安装后可以使内外层接缝错开，增强对承力索的保护，提高安全性。

（二）在悬吊滑轮处所安装预绞丝护线条，对承力索进行防护

将预绞丝护线条安装在悬吊滑轮处的承力索上，可以加强悬吊滑轮处线索的刚度。护线条不仅可以代替承力索承受悬吊滑轮摩擦损耗，还能抑制承力索受到的来自悬吊滑轮的挤压应力，减小形变，从而提高承力索的运行寿命。

安装预绞丝护线条时应注意同步将小悬吊滑轮更换为大滑轮，可以避免承力索安装预绞丝护线条后在小悬吊滑轮处卡滞磨损。

（三）调整承力索交叉处所间隙，安装等位线对承力索进行防护

为避免承力索交叉处放电灼伤及互磨损伤，需将两交叉锚段的承力索调开间隙，使之在电气及机械上隔绝。

若承力索交叉处为腕臂支装，在实际操作中可以用长悬吊滑轮调整非工作支的承力索高度；若交叉处位于软横跨区域，可以用长定位环线夹，调整靠下一支承力索的高度。如调整之后间隙仍不能满足要求，需在交叉处加装等位线。

（四）针对已发生承力索损伤的部位，安装补强线对承力索进行补强

按照铁总运〔2017〕9号《普速铁路接触网运行维修规则》的规定，在线索发生损伤后，需要视损伤严重程度及时对其进行电气和机械方面的补强，防止隐患升级。目前，较为常用的承力索补强方式为采用4个钢线卡子固定预制好的补强线，补强线两端各2个钢线卡子，以提高发生断股、形变等损伤后承力索的机械载荷性能及电气载流性能。

因承力索会在应力集中时发生损伤，钢线卡子作用于线索接触面的压强较大，在剪切力作用下容易对线索造成挤压形变。相比于钢线卡子，承力索中心锚结线夹与承力索接触面积较大，作用于接触横截面的压强相对较小，从而对线索损伤较小。通过对THJ70承力索不同补强方式进行拉力试验，我们发现运用承力索中心锚结线夹与钢线卡子相结合的方式，可以降低对承力索表面的损伤，提高承力索补强的可靠性。补强时可采用中心锚结线夹和钢线卡子结合的安装方式，补强线两端各用一个中心锚结线夹和两个钢线卡子的改进方案。

四、结语

承力索会因为异物侵害、机械磨损、电气灼伤等因素发生损伤，在发生倾向性苗头时，要结合损伤成因采取针对性的预防措施，防患于未然。

作者简介：贾鹤亭，助理工程师。