试论站场接触网设备电气烧损隐患排查与整治方案

向俊杰

摘  要：虽然行车密度在不断增大，铁路车辆的运行环境在不断变化，但普速线站场接触网设备电气烧损的问题依然没有得到根本上的解决。防止站场接触网设备发生电气烧伤故障已成为铁路供电设备管理部门急需解决的问题。通过走访、调研、分析站场接触网电气烧伤故障的原因，提出了相关的防控标准和整改措施，大大降低了接触网设备电气烧伤故障的发生率。

关键词：站场;接触网;电气烧损;承力索

中图分类号：U226.8              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.025

接触网故障分为机械故障和电气烧损。站场接触网设备包括线岔、软横跨、关节和分段绝缘器等，电气回路极为复杂，安全隐患较多，易发生断线、零部件脱落甚至塌网、弓网等故障。接触网设备故障具有破坏范围大、危害性大、停电时间长和恢复难度大等特点，严重影响了铁路正常的行车秩序，引起了铁路接触网运营管理单位的高度重视。

接触网电气烧伤故障在铁路供电设备故障中所占的比例日趋增大，其产生的原因极为复杂，一般难以被发现，对设备的破坏程度较大。因此，应该高度重视、认真分析站场接触网设备电气烧损的影响因素，采取有效的隐患排查方法，并制订有针对性的整治方案。

1  故障案例分析

在某工区天窗作业过程中，某站下行线3～13 #接触网支柱间的接触线有烧伤痕迹，集中发生在下行软横跨节点5 的定位环、斜拉线等的连接处。同时，7～9#下锚导线与专用线承力索的交叉处、专用线定位调节立柱的定位环连接处也有严重烧伤的痕迹。现场零部件烧伤区域分布情况如图1所示。

图1  现场零部件烧伤区域的分布情况（序号为接触网杆号）

检修人员根据现场烧伤初步判断后发现，7～9#下锚导线与专用线承力索的交叉处距离较近，便临时增加了1条一等位线（GJ-10）将其连接，连接后发现该区段的烧伤现象仍然存在。经设备管理单位的专业技术人员现场调查分析后认为，引起烧伤的主要原因是：行走在专用线的电力机车需要从正线接触线取流，但距离沟通导电回路最近的电连接（线岔电连接）距离13号支柱350 m，主导电回路迂回距离过长，牵引电流的主要路径从正线接触线经过软横跨固定绳，再流经专用线承力索后传至专用线接触线，导致3～13#支柱间接触网的定位环、软横跨斜拉线和定位调节立柱都参与了导流，而这些零部件的导流能力非常差，大电流通过时容易引起大面积烧伤。在加装了等位线后，使专用线非载流承力索进一步载流，但问题并未解决，且继续恶化。根据上述原因分析，决定拆除等位线，并在7～9#支柱间加装1组电连接，连接专用线悬挂与锚段关节纵向电。这样既解决了因线索距离过近而引起的放电问题，又解决了该区段设备的烧伤问题。执行该方案后，该区段再未出现烧伤现象。

2  事故原因分析

通过分析、处理本次站场接触网设备的烧伤隐患，证明站场接触网设备烧损是接触网故障中较为复杂的问题之一。 因此，应加大故障的调查范围，认真分析、深入研究，找出接触网设备烧伤的根本原因，不能只局限于一个位置或一个区段，更不能以局部原因代替根本原因。目前，运营中的接触网设备存在电气烧伤的原因主要为导电回路不畅、迂回距离过长和安全距离不足等。

2.1  导电回路不畅

接触网主导电回路由馈电线、隔离开关、开关引线、电连接线和接触线等组成。导电回路不畅易导致接触网导电设备发生烧伤故障。比如接触网承力索、软横跨斜拉线和固定绳等线索烧断，以及接触网悬吊滑轮、定位钩和定位环等设备烧损。此外，电气设备接触不良、线夹接触电阻过大或线索载流能力不足均会导致主导电回路供电遇到“瓶颈”，进而造成接触网线夹烧伤和线索烧断。以电连接线夹为例，电连接通过最大电流为I，电连接线夹接触电阻为R，则发热功率P=I2R.因此，在很短的时间内会产生很大的热量，且随着时间的推移， 一组完全符合工艺要求的电连接线夹的接触电阻会以ΔR为基数每年递增，发热功率的增量为ΔP，且由于接触电阻过大，部分牵引电流会经过非载流或载流能力差的零部件，后果将不堪设想。此外，导电回路不畅的另一表现形式为接线错误。主导电回路接线错误时，会将非载流设备接入回路中，主要表现为绝缘锚段关节处隔离开关引线、纵向电连接和站场股道电连接等将承力索接入主导电回路。由此可见，承力索将成为整个导电回路中的“瓶颈”，长期运行后必然发生烧损故障。

2.2  迂回距离过长

虽然站场有股道电连接和大量的线岔电连接，但对于一些专用线、牵出线而言，主要靠线岔电连接供电。当机车在某位置取流时，主导电回路因电连接距离较远而无法满足机车取流需要，导致供电不足，使部分牵引电流通过软横跨固定绳等非载流设备，进而引起电气设备烧伤。

2.3  安全距离不足

事故现场存在承力索与承力索、承力索与加强线、接触线与软横跨下部的固定绳、非支承力索与软横跨上部的固定绳距离较近的情况。虽然采用同一馈线供电，但处于不同锚段的不同位置，电位也不尽相同，加之弛度变化、风力作用和机车运行时因受电弓抬升振动作用而导致线索间距离缩短等因素，最终形成放电拉弧。此外，顺线路方向接触悬挂无电区的感应电易与距离较近的线索（比如软横跨固定绳）发生拉弧现象。

3  排查和整治方案

站场内的电气回路较为复杂，具有点多、面广等特点，如果不彻底整治，则极易发生设备烧损故障。在日常巡视中，难以发现接触网设备烧损现象，一旦发生故障后，影响范围会逐渐扩大。为了确保供电安全，在日常巡视、检修的过程中，应重点排查、整治管内站场接触网设备的烧损现象，防止发生因设备烧损而引发的各类故障。

3.1  线岔部分

3.1.1  更换与正线相关的铝质线岔电联接

与正线相关的所有铝质线岔电联接应更换为铜质电联接。

3.1.2  更换正线与侧线并行区段的电联接

在正线与侧线（或渡线）并行区段两端的开口处，采用铝质电联接的应更换为铜质电联接，没有采用铝质电联接的应加装铜质电联接。

3.2  既有股道部分

与正线相关的既有股道电联接应全部更换为铜质股道电联接。

3.3  承力索交叉部分

承力索交叉部分的改进措施分为以下3方面：①承力索摩擦处应采取加装预绞丝防磨条、降低下部承力索的高度等办法解决相磨问题。如果承力索已经磨伤，必须依据检规要求补强或截断重做接头。②在所有承力索相磨和承力索交叉垂直间距<200 mm的部位，如果2条承力索间没有直接安装线岔电联接，则必须在2条承力索交叉点附近加装等位线（等位线不应安装在防磨条等部位）。③铝覆钢承力索区段等位线采用LJ-50（加装两三个弹簧圈）+1个异径并沟线夹;铜承力索区段等位线采用软铜绞线（载面积≥10 mm2）+1个铜并沟线夹（或铜异径并沟线夹）。所有等位线的2条承力索间应预留适当的长度，裕度必须能保证线索的伸缩需要，且保证等位线任何一点折断、脱落后不会侵入受电弓限界。

3.4  接触悬挂和软横跨部固定绳部分

3.4.1  保证工支接触线与下部固定绳的间距

必须按照检规标准调出足够的间距，防止受电弓打弓或烧损下部固定绳。检调时，可通过调整下部固定绳的高度、更换悬吊滑轮、降低承力索的高度和降低接触线的高度等方式调整下部固定绳与接触线的高差。同时，必须保证其他设备的参数在规定范围之内。

3.4.2  调整各部件之间的间距

非支接触线未定位、未悬吊、承力索未悬吊或直接穿越上、下部固定绳接触线、承力索与软横跨上、下部固定绳的间距<200 mm时，可通过调整间距解决此类问题。

3.4.3  防止线索磨伤和接触线烧损

在非支接触线（已悬吊）与软横跨下部固定绳连接的改进方法分为以下3种：①禁止非支接触线与软横跨下部固定绳相磨。如果出现此类情况，则必须调整间距，防止非支接触线伸缩时磨伤线索。②通过夹环固定非支接触线。应检查夹环和接触线有无烧损。如果有烧损，则必须根据烧损程度确定处理措施（比如更换夹环、补强接触线等）。同时，如果夹环为钢质材料，则应换为铜质材料的夹环。③采用非夹环的方式固定非支接触线与软横跨下部固定绳，且间距<200 mm时，应调整相关线索，使之符合要求。

3.5  供电线在站场内的上网部分

所有在站场内上网的变电所、分区所供电线必须在上网引线处（上网引线处安装困难时，可在引线同一跨距内附近）加装一组铜质股道电联接。铜质股道电联接（承力索间）需要整根安装，并将正线股道与同组软横跨内的同边侧线股道可靠电气连接（带分段侧线和带分段货物线的两分段绝缘器内侧的悬挂除外）。

3.6  软横跨内牵出线部分

在所有软横跨内牵出线结构中，应在牵出线最外侧的软横跨附近加装1组铜质股道电联接，并将牵出线与正线并联。如果该组软横跨处有侧线或渡线与正线并行，则牵出线、正线和侧线（或渡线）都需可靠电气连接。

3.7  软横跨内与正线相邻的带分段侧线部分

在所有软横跨内与正线相邻的带分段侧线结构中，应在该侧线两分段绝缘器外侧的软横跨附近加装1组铜质股道电联接，并将该支侧线与正线并联。

3.8  下锚支穿过软横跨下锚的部分

在车站两端的侧线或渡线穿过软横跨下锚，且该组软横跨内只有正线悬挂和该下锚支悬挂时，此种设备结构原理类似于软横跨内牵出线结构，其与正线相交的线岔电联接应改为铜质电联接。当临近距离<200 mm时，应在下锚前的最后一组软横跨外侧（软横跨靠下锚方向2 m的范围内）的下锚支与正线股道间加装1组铜质股道电联接。在此种结构中，用夹环固定的接触线不需再将等位线与下部固定绳连接。其典型结构如图2所示。

图2  软横跨加装股道电联接的位置

3.9  电联接部分

应检查所有旧电联接的线夹，打磨干净线索、线夹，同时，应按要求涂抹导电膏（纵向电联接、上网点处横向电联接应每年全面检查一次，其他电联接应每隔2年全面检查一次），在已安装有铜质电联接的锚段关节、线岔等处，拆除全部既有的铝质电联接。此外，还应尽快完善电气连接的技术标准，量化接触电阻、零部件允许载流量等，从而便于检修人员的操作。

整治过程中可能会造成线岔、分段等设备参数变化，因此，在隐患整治完毕后，必须复测相关设备参数，以确保整治后不出现新的问题。

4  结束语

通过认真调研、分析接触网设备电气烧伤的原因，并结合管内设备的实际运行状况，提出了有针对性的改进措施。采用上述措施后，保证了主导电回路畅通、防止了非正常的电流转换、增加了安全距离控制，从而有效降低了接触网设备电气烧伤的发生概率。在今后工作中，我们将进一步研究、探讨，解决接触网电气烧伤中深层次的技术问题，从而确保牵引供电的运行安全。

参考文献

[1]张韬.关于接触网电气烧伤问题的探讨[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]董昭德.接触网[M].北京：中国铁道出版社，2010.

〔编辑：张思楠〕

On the Station Catenary Burning Electrical Equipment Troubleshooting and Remediation Programs

Xiang Junjie

Abstract： Although the traffic density is increasing， rail vehicle operating environment is changing， but the general speed line station equipment， electrical catenary burning issue has not been solved fundamentally. Catenary station equipment to prevent the occurrence of an electrical burn railway power supply equipment failure has become an urgent problem management. Through visits， research， analysis station catenary electrical burns cause of the problem， put forward relevant prevention and control standards and corrective measures， greatly reducing electrical burns catenary equipment failure rate.

Key words： station; catenary; electrical burning; catenary