接触网设备电气烧伤问题的探讨.doc

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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。本文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。

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。据统计，原邵武供电段1999年接触网故障共有135件，而其中电气烧伤故障就有49件（占总故障数的36.3%）；1996—1999年间，因电气烧伤而发生的接触网事故有6件，停时889分钟。因此，防治接触网设备发生电气烧伤故障已成为供电运营单位为确保供电安全的一个重要课题。

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。

鹰厦线的鹰邵段地处大坡道区段，最大坡度达20‰ 。从1997年4月1日新运行图起，鹰邵段牵引动力由SS4型电力机车代替了SS3型电力机车，牵引定数由原来的2650吨提高到2950吨。牵引定数的增加引起了接触网牵引电流的增大。地处最大坡道区段的铁关村变电所的两条供电线： 资溪—园岱臂供电线采用的是2×LJ-150mm²硬铝绞线；园岱—华桥臂供电线采用的是2×LGJ-150mm²钢芯铝绞线。据该变电所记录，牵引电流经常达600A以上，有时甚至超过800A。而LJ-150mm²硬铝绞线的允许载流量为440A，LGJ-150mm²钢芯铝绞线的允许载流量为445A。这样，在长时间的大电流作用下，线索“不堪重负”而发生了烧伤。仅1999年一年内这两条供电线就发生了10起电气烧伤故障。

（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。

1999年11月2日发生的外洋站电联接器烧红故障。原因是电联接器的铜铝接续管压接不牢，造成铜铝接续管与电联接线之间导流不畅，电气过渡阻抗较大，长时间运行温升过高，进而烧伤发红。

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

如：原铁关村变电所的资溪-园岱供电臂馈线上网情况。

由于馈电线只在铁关村站Ⅰ道A处上网，未对Ⅱ、Ⅲ道进行上网，致使Ⅱ、Ⅲ道以及相邻区间机车取流的电流（I1、I2、I3）都要通过A处，引起A处局部温升过高，造成了1999年元月25日A处电联接线夹内接触线断线事故。后来加装了股道间电联接ABC，以使馈线同时对3条股道上网。

2、2 股道间电联接的设置远离软横跨

在一次设备质量检查中发现西陇站Ⅲ道43#-44#软横跨的定位环与定位器的定位钩间烧伤严重。

原因是：股道间电联接AB离Ⅲ道43#此定位较远。当电力机车在Ⅲ道41#--43#间取流时，主导电流I通过电联接器CD迂回流向电力机车，而由于43#--44#软横跨位于电源侧，回路电阻RAEFN< RACDN，故定位绳的分流比较大，该分流电流IF从Ⅱ道经定位绳、定位环线夹、定位器到Ⅲ道。而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。

1996年4月17日发生的光泽—和顺区间带吸变的122#--125#锚段关节处承力索断线事故以及1997年8月6日发生的陈坊站1#--4#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。

如：邵武站1#--5#锚段关节是同相位的邵武站供电臂与邵武-和顺供电臂间的绝缘锚段关节，1999年元月24日在检修该锚段关节时发现2#--3#跨中非支与工支转换处的两承力索均有不同程度的烧伤。

（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、现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。

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