论文部分内容阅读
[摘 要]在接触网设备的各类故障中，电气烧伤故障因其事前难以发现而危害性又大，已越来越引起供电运营检修部门的重视。通过对接触网运营中已发生了的一些电气烧伤问题进行原因分析，并经过现场实践总结，提出了防治接触网设备发生电气烧伤故障的一些措施。
中图分类号：U904 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0261-01
一、引言
电气化铁道中，接触网设备是在力与电的双重作用下工作的，所以机械故障和电气烧伤故障构成了接触网故障的主体。在接触网运行了多年、牵引运能不断增加的情况下，设备的电气烧伤现象已越来越突出，而且电气烧伤问题在事前又不易于发现，危害性很大。
二、电气烧伤原因分析
（一）设计中采用的线索允许持续载流量偏小
在电气化设计中，虽对线路牵引运能的增加裕量有所考虑，但随着铁路运输发展，现在牵引运能的增加已超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，发生了电气烧伤。
（二）主导电回路缺陷
接触网主导电回路由馈电线、隔开、隔开引线、承力索、接触线、电联接器、吸变、吸变引线等组成。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。主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而烧伤接触网设备。
1.主导电回路导流不畅
电气联接部分因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导电回路的截面（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：将承力索纳入了电联接器电气导流的一部分；电联接线夹大小槽装反；线夹内有杂物；设备线夹间非面面接触等等。
2.主导电回路不闭合、主导电通道迂回
站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时，由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。
2.1 馈电线只对1条股道上网，而未对同馈线的其它股道同时上网
2.2 股道间电联接的设置远离软横跨
定位环线夹与定位器间为非永久固定性连接。当电力机车通过时，受电弓的抬升力使定位器瞬时减载，导致定位器与定位环线夹间松动，两者接触电阻加大，分流电流IF流过时温升过高，时间一长便造成了定位环线夹与定位钩间的烧伤。后来采取了加装一组股道间电联接OPQ的措施，来防止定位环线夹与定位钩间发生电气烧伤。
（三）非正常的电流转换
设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而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。
1.立体交叉的线索、线索与支持装置间，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，它们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。锚段关节处承力索断线事故，均是由于隔离开关引线驰度过大，造成隔离开关引线与所跨越的承力索间距不够，产生放电而烧伤承力索。
2.两端属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，在短接点处产生电弧，造成设备的烧伤。
（四）零部件分流
在接触网中，电气联接数量越多、性能越好，零部件的分流就越小，但是，电气联接数量再多、性能再好，也不可能把其它零部件的分流减为零。零部件分流有其固然性，不能将分流问题统统归结为电气联接不良。有分流就会产生电气烧伤，尤其是对活动部位的危害性较大。因为活动部位处多为点线接触而非面面接触、且活动铰结的活动量大，这样活动部位处的电气接触电阻也就比较大，所以分流烧伤程度比较重。平时检修时常常在周围电气联接性能良好的情况下，发现许多乌黑的吊弦本体并不锈蚀，但在调整导高的过程中，夹在接触线吊弦线夹内的Φ4.0铁线回头弯曲处常常折断，其与接触线吊弦线夹内挂口相接触的弯曲面上呈红褐色，并且有窝状麻点，越在大坡道区段此类现象越多。这就是吊弦分流所引起的。
（五）施工检修方面原因
1.在施工时未严格执行有关标准，导致电联接器的结线不正确、线夹安装不标准。
2.現行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标，使得供电部门在具体检修时“无章可循”。
3.对电气联接缺乏行之有效的检测方法和手段，在具体检修中多是做些外观上的检查。
4.工区存在“涂油”的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。如：为防止电联接散股扣分，在电联接表面抹涂上一层厚厚的黄油。
5.对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。
三、对接触网电气烧伤问题的防治措施
1.在新建、大修接触网时，应按远期发展目标来选定各类线材。对既有的一些载流量偏小的线索进行技改。
2.在接触网上采用串联电容补偿装置以改善牵引网的电压水平；同时优化运输组织，避免大坡道区段有两台及以上重载列车在同一条供电臂上运行，以减小牵引电流。
3.在大电流（500A及以上）区段：①使横向电联接器的间距减至为100米；②隔开、吸变等引线安装为双引线；③站场两端咽喉区增设股道电联接；④采用整体吊弦、载流吊弦或对吊弦采取简单的绝缘措施（如在接触线吊弦线夹上增设一个绝缘环，使吊弦通过绝缘环与吊弦线夹相连接）。
4.设计施工时采用面面接触的设备线夹；在安装设备线夹、电联接线夹时，要先对线夹内除杂物并涂导电膏。
5.安装电联接器时，电联接线夹的大小槽要安装正确；不要将绑扎线（防止电联接线散股）夹到线夹内；电联接线应全部夹入线夹槽内。
6.馈线上网多支悬挂处改单支上网为多支同时上网；在四跨锚段关节的主电联接器处、馈线上网处、跳线连结处等地方装设双线夹，以加强电流转换。
7.引线与所跨越的承力索间要保持300mm及以上的距离，对于已存在立体交叉而间距不够的线索要加装绝缘套管；施工时，若绝缘锚段关节为同向下锚，隔离开关应安装在两接触悬挂不交叉的转换柱上，以避免隔离开关引线与承力索立体交叉。
8.将测温贴片贴在锚段关节、电联接器等有关部位，利用其色彩随温升而变化的特性来监测电气联接的性能和状态；加强夜巡工作，以便及时发现电气烧伤问题。
9.缩短电联接器的检修周期；同时优化检修计划，对电联接线夹进行打开检查（如每隔3年），打磨氧化层、涂导电膏。
四、结束语
在电气化铁道的发展中，接触网电气接触的电气烧伤问题还有待于进一步的研究，本人通过此文与各位同行们作这一方面的交流、探讨。只要多进行质的原因分析，采取有效的措施，并借助于高科技研究成果，就一定能够克服接触网电气烧伤问题，确保电气化铁道的供电运行安全。
中图分类号：U904 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0261-01
一、引言
电气化铁道中，接触网设备是在力与电的双重作用下工作的，所以机械故障和电气烧伤故障构成了接触网故障的主体。在接触网运行了多年、牵引运能不断增加的情况下，设备的电气烧伤现象已越来越突出，而且电气烧伤问题在事前又不易于发现，危害性很大。
二、电气烧伤原因分析
（一）设计中采用的线索允许持续载流量偏小
在电气化设计中，虽对线路牵引运能的增加裕量有所考虑，但随着铁路运输发展，现在牵引运能的增加已超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，发生了电气烧伤。
（二）主导电回路缺陷
接触网主导电回路由馈电线、隔开、隔开引线、承力索、接触线、电联接器、吸变、吸变引线等组成。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。主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而烧伤接触网设备。
1.主导电回路导流不畅
电气联接部分因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导电回路的截面（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：将承力索纳入了电联接器电气导流的一部分；电联接线夹大小槽装反；线夹内有杂物；设备线夹间非面面接触等等。
2.主导电回路不闭合、主导电通道迂回
站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时，由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。
2.1 馈电线只对1条股道上网，而未对同馈线的其它股道同时上网
2.2 股道间电联接的设置远离软横跨
定位环线夹与定位器间为非永久固定性连接。当电力机车通过时，受电弓的抬升力使定位器瞬时减载，导致定位器与定位环线夹间松动，两者接触电阻加大，分流电流IF流过时温升过高，时间一长便造成了定位环线夹与定位钩间的烧伤。后来采取了加装一组股道间电联接OPQ的措施，来防止定位环线夹与定位钩间发生电气烧伤。
（三）非正常的电流转换
设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而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。
1.立体交叉的线索、线索与支持装置间，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，它们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。锚段关节处承力索断线事故，均是由于隔离开关引线驰度过大，造成隔离开关引线与所跨越的承力索间距不够，产生放电而烧伤承力索。
2.两端属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，在短接点处产生电弧，造成设备的烧伤。
（四）零部件分流
在接触网中，电气联接数量越多、性能越好，零部件的分流就越小，但是，电气联接数量再多、性能再好，也不可能把其它零部件的分流减为零。零部件分流有其固然性，不能将分流问题统统归结为电气联接不良。有分流就会产生电气烧伤，尤其是对活动部位的危害性较大。因为活动部位处多为点线接触而非面面接触、且活动铰结的活动量大，这样活动部位处的电气接触电阻也就比较大，所以分流烧伤程度比较重。平时检修时常常在周围电气联接性能良好的情况下，发现许多乌黑的吊弦本体并不锈蚀，但在调整导高的过程中，夹在接触线吊弦线夹内的Φ4.0铁线回头弯曲处常常折断，其与接触线吊弦线夹内挂口相接触的弯曲面上呈红褐色，并且有窝状麻点，越在大坡道区段此类现象越多。这就是吊弦分流所引起的。
（五）施工检修方面原因
1.在施工时未严格执行有关标准，导致电联接器的结线不正确、线夹安装不标准。
2.現行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标，使得供电部门在具体检修时“无章可循”。
3.对电气联接缺乏行之有效的检测方法和手段，在具体检修中多是做些外观上的检查。
4.工区存在“涂油”的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。如：为防止电联接散股扣分，在电联接表面抹涂上一层厚厚的黄油。
5.对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。
三、对接触网电气烧伤问题的防治措施
1.在新建、大修接触网时，应按远期发展目标来选定各类线材。对既有的一些载流量偏小的线索进行技改。
2.在接触网上采用串联电容补偿装置以改善牵引网的电压水平；同时优化运输组织，避免大坡道区段有两台及以上重载列车在同一条供电臂上运行，以减小牵引电流。
3.在大电流（500A及以上）区段：①使横向电联接器的间距减至为100米；②隔开、吸变等引线安装为双引线；③站场两端咽喉区增设股道电联接；④采用整体吊弦、载流吊弦或对吊弦采取简单的绝缘措施（如在接触线吊弦线夹上增设一个绝缘环，使吊弦通过绝缘环与吊弦线夹相连接）。
4.设计施工时采用面面接触的设备线夹；在安装设备线夹、电联接线夹时，要先对线夹内除杂物并涂导电膏。
5.安装电联接器时，电联接线夹的大小槽要安装正确；不要将绑扎线（防止电联接线散股）夹到线夹内；电联接线应全部夹入线夹槽内。
6.馈线上网多支悬挂处改单支上网为多支同时上网；在四跨锚段关节的主电联接器处、馈线上网处、跳线连结处等地方装设双线夹，以加强电流转换。
7.引线与所跨越的承力索间要保持300mm及以上的距离，对于已存在立体交叉而间距不够的线索要加装绝缘套管；施工时，若绝缘锚段关节为同向下锚，隔离开关应安装在两接触悬挂不交叉的转换柱上，以避免隔离开关引线与承力索立体交叉。
8.将测温贴片贴在锚段关节、电联接器等有关部位，利用其色彩随温升而变化的特性来监测电气联接的性能和状态；加强夜巡工作，以便及时发现电气烧伤问题。
9.缩短电联接器的检修周期；同时优化检修计划，对电联接线夹进行打开检查（如每隔3年），打磨氧化层、涂导电膏。
四、结束语
在电气化铁道的发展中，接触网电气接触的电气烧伤问题还有待于进一步的研究，本人通过此文与各位同行们作这一方面的交流、探讨。只要多进行质的原因分析，采取有效的措施，并借助于高科技研究成果，就一定能够克服接触网电气烧伤问题，确保电气化铁道的供电运行安全。