高铁接触网分段绝缘器主要故障及对策

于春山

摘要：高铁接触网运行容易出现的主要故障之一是高铁接触网分段绝缘器故障问题，为了更好地促进我国高速铁路建设的稳定发展，需要研究人员针对高铁接触网的重要设备分段绝缘器进行优化，在发挥综合性能积极作用的同时提高接触网供电运行的稳定性。介绍高铁接触网分段绝缘器故障概况，对高铁接触网分段绝缘器的优化方案进行分析和研究。

关键词：高铁接触网;分段绝缘器;故障;对策

分段绝缘器是接触网上实现同相电气分段、使受电弓平滑通过的重要绝缘设备。它将同一相供电单元的接触网分隔成几个独立的供电范围，为上下行电气分隔、站场供电分束、机务整备等提供作业条件。当某侧接触网需要检修或发生故障时，能缩小停电范围，减少对运输的干扰。分段绝缘器已成为高速铁路接触网系统的关键设备之一，分段绝缘器是否安全稳定运行已成为高铁接触网能否安全供电的重要因素。

1.分段绝缘器结构分析

分段绝缘器在接触网中的主要作用为电气绝缘、机械连接并保证受电弓通过时具有良好的过渡状态。按其结构形式可分为两种，一种是主绝缘部件兼具机械连接和受电弓滑道多重作用;另一种是主绝缘部件只起到机械连接作用，不具有受电弓滑道的作用，且额外增设了辅助滑道，安装于主绝缘部件上与受电弓接触，与导电滑道间靠空气间隙绝缘，相对悬空。前者的主绝缘由于长期与受电弓碳滑板接触，极易受到污染而导致工作性能下降，使用寿命较短;后者由于辅助滑板的“悬空”效应，起到空气间隙绝缘作用，即使辅助滑道受到污染也不会影响其绝缘，因此具有较好的性能，使用寿命较长。经分析认为，该结构的主要缺陷为整个主绝缘部件与接触导线处于同一垂直面上，位置略高于导线，即正好处于导线与受电弓间产生电弧的正上方，极易受到电弧损伤，这一点可从该设备在实际运行中发生的绝缘滑板烧伤得到验证。

2.分段绝缘器在高铁接触网中的使用情况

近几年，我国的高速铁路事业得到了飞速的发展，由于高速铁路具有节能、环保、经济、快速等诸多优势，因此在交通运输领域发展前景较为光明。分段绝缘器在高速铁路接触网中占据很重要的地位，也是一个非常重要的设备，只有让分段绝缘器保持良好的现场运行状态，线路才能更加安全可靠地运营。分段绝缘器不仅实现了接触网的电气分段，还不用受到受电弓与接触线滑行的影响。大多将其设置在折返线、正线渡线以及车辆段装卸、检修等特殊的线路中。一般情况下，机车通过分段绝缘器需要在受电弓带电滑行的带动下，当任意一侧的接触网由于故障或者检修问题需要停电的时候，可以用将分段绝缘器中的隔离开关断开的操作，断开这个部分接触网的供电，同时依旧正常供电给其余部分的接触网，让接触网运营的灵活性与可靠性得到有效的提升。

3.高铁接触网分段绝缘器故障的表现形式

根据高铁接触网分段绝缘器的现状表现，可以发现其容易出现故障的地方并且需要对表现形式进行分析。①在恶劣天气下高铁接触网分段绝缘器中内部遭受闪络击穿，设备跳闸。②绝缘滑板受到受电弓碳滑板磨损或者碳粉附着，在恶劣天气下容易击穿。③如果进入高铁接触网分段绝缘器的无电区，会造成严重烧毁却不会跳闸的现象。④机车低速通过压差较大的分段绝缘器，也会造成烧毁严重但不跳闸的局面。⑤相反在机车通过高铁接触网分段绝缘器停电区域时，既会造成分段严重燒毁又会造成设备跳闸。这些明显表现为绝缘部件的烧毁或者断裂现象的故障可以分为显性故障和隐形故障，在不同环境或者条件下有着差别反应，需要进行针对性的故障处理和规划合理的优化方案。

4.高铁接触网分段绝缘器的优化方案

4.1严控首次安装标准和质量

（1）加强分段绝缘器的源头质量控制和管理，尤其是新建线路，施工单位要严格按照标准施工安装，确保一次安装、调整到位，运营管理单位要加强配合和监督，切实把好标准关。（2）初次安装，务必使得分段绝缘器工作于受电弓中心部位。否则，当分段绝缘器偏离受电弓中心时，不均匀磨耗的受电弓滑板呈凹型，可能打击分段绝缘器的部件而造成弓网故障。（3）分段绝缘器投运初期，应加强巡视检查，发现问题及时处理。投运后，按照有关规程进行巡视检查，主要观察各零部件工作状态是否良好、主绝缘是否表皮损坏等。

4.2.加强清扫维护

备管理单位应根据分段绝缘器的运行环境、服役时间长短等不同情况，实施差异化检修周期，重污染区等特殊处所应制定科学合理的检修维护周期。尤其是恶劣天气（大雾、小雨、雷雨、表面凝露结霜、雾霾等）情况下，一定要加强巡视、清扫和维护，避免承受对地电压而击穿。

4.3加强日常巡视检查

将分段器列入日常重点巡视的项目，巡视时要格外注意受电弓通过分段绝缘器的取流情况，观察是否有振动大、拉弧或异常声响等。当检测到分段绝缘器参数发生变化超标时，应及时按照分段绝缘器调整程序和标准调整。尤其应该注意以下几点：（1）绝缘器主绝缘应完好，其表面放电痕迹应不超过有效绝缘长度的20%。主绝缘严重磨损应及时更换。（2）分段绝缘器按照标准调整其负弛度，减少硬点，其弛度为15～60mm为宜，用弹簧称吊称其力值接近其附近各点的受电弓的正常静抬力来判断负弛度的大小。（3）分段绝缘器安装处，在分段两侧的2米之内应安装接触网吊弦，避免承力索、接触线的悬浮电位差可能造成的微小放电声。（4）在检测绝缘分段器静态参数时一般采用“五处十点”标定检查法进行检测，同时按照技术标准调整后，用直尺沿导线向分段绝缘器本体滑动进行检查，确保滑道底面在同一平面。否则可能引起局部的电弧灼伤，长期积累会造成本体烧损。

4.4加强车载接触网运行状态检测装置（3C）检测数据的监控与分析

当3C检测装置对管内分段进行检测后，及时收集检测数据，重点分析报警数据;如发现有重复多次报警的情况，后期安排人员利用天窗点对其进行上网检查和检调，确保分段绝缘器技术参数符合标准安全运行的要求。

结语

综上所述，随着铁路业务需求的不断变化和高速铁路的飞速发展，对接触网分段绝缘器的综合要求越来越高，影响接触网分段绝缘器的因素也来越复杂，但是只要设备管理单位精细管理，通过深入分析接触网分段绝缘器的运行状态和常见故障，经分析研究，提供有效的解决对策和方案，不断地发现和积累经验，提出新思路，为我国高速铁路的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]郭晨曦，黄岳群.电气化铁路接触网用分段绝缘器铁道行业标准研究[U].铁道技术监督，2017，45（07）：1-4.