浅析局部电位差对接触网设备的危害及对策

摘 要：在接触网运行过程中，经常有接触网设备烧蚀的情况发生，对接触网的运行造成安全隐患，有时甚至造成严重的弓网事故，本文针对近几年发生的接触网零部件烧蚀情况进行分析，找出其发生的原因，提出相应的处理措施，为接触网检修提供参考。

关键词：接触网 零部件 局部电位差 烧蚀

中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0198-02

随着我国铁路的不断发展，电气化铁路所占比重越来越大，电气化铁路的安全运行对铁路运输的安全起到至关重要的作用。电气化铁路供电系统是由高压架空输电线路、牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、轨道及相关连接件组成的完整的供电回路，其中，接触网设备作为牵引供电系统的主要部分，其沿铁路线路架设，线条公里长，结构复杂，运行条件恶劣，通常因设计、施工或检修经验不足等原因，造成接触网设备电气接触不良，形成局部高电位差，烧蚀接触网零部件。在实际运营中，经常遇到：承力索与接触线之间环节吊弦烧断、隔离开关引线与接触网连接处烧伤、电连接线夹处烧伤、定位器与定位环绞接处烧伤、软横跨下部固定绳在定位环线夹处烧伤、交叉线索在交叉处烧伤等。从烧伤部位来看，一般都在导电回路的零部件接触处，根本原因是高电位差集中在接触部位造成零部件烧伤。从设计角度分析，接触导线、承力索、馈电线的选择一般是根据运输荷载计算确定，在导电性方面很容易达到供电负荷要求，而接触网各零部件接触处往往从设计上很难准确把握，其问题一般在接触网运行一段时间后才能表现出来，更多的是靠运营经验的积累，在运行中分析并不断改进。

随着电气化铁路的不断发展，列车时速在不断提高，牵引电流必然会相应增大，接触网零部件烧伤的几率也会随之增大，必须引起足够重视。本文针对运营单位近几年发生的几个接触网零部件烧伤的情况进行分析，明确原因，提出了相应的处理措施。

1 局部电位差造成接触网零部件烧蚀的案例及预防措施

1.1 软横跨定位环线夹和定位器衔接处因局部高电位差造成烧伤、烧断的情况

2011年8月19日14时46分，有电力机车司机反映，在武九铁路武东I场附近多台机车受电弓不同程度剐伤损坏，接通知后，相关管理单位及时赶到现场检查接触网状态，发现武东客场至武东Ⅰ场联络线139#支柱定位器从定位环线夹处抽脱，立即组织抢修，恢复了接触网的正常运行状态，避免了一起弓网事故的发生。针对这一案例，大家进行了现场调查、分析原因，由于武东客场139#位于武东Ⅰ场进站信号机前端，机车在此频繁起动取流，因定位环线夹和定位器衔接主要是起机械连接作用，电气连接不畅，当电力机车起动取流时造成大电流通过定位环线夹和定位器的衔接处，从而产生高电位差，造成定位环线夹和定位器挂钩烧坏或烧断，如图1所示。为避免此类事故的发生，必须克服大电流通过定位环线夹和定位器衔接处时形成高电位差，可采取如下措施。

（1）在多股道车站的两头安装股道间电连接，避免本线和邻线大牵引电流通过定位环线夹和定位器衔接处。

（2）加装横向电连接，尽可能减小通过定位环线夹和定位器衔接处的电流。

（3）保持股道间电连接和横向电连接的连接状态。

1.2 承力索与接触线之间环节吊弦被烧伤、烧断的情况

1997年7月21日，京广铁路广水直通场——杨家寨区间340#南第三根吊弦烧断引发弓网故障，刮坏受电弓，中断供电1小时10分。事后分析，是由于此处机车取流时，有较大电流通过吊弦，此处吊弦为环节吊弦，当有较大电流通过时，因环节衔接处导电性能差，从而在此处产生局部高电位差，加速了吊弦的烧蚀，长时间后造成了烧断的情况。针对这一情况，相关人员对该区段吊弦进行了全面检查，结果发现除吊弦环节间部分机械损伤外，电腐蚀情况非常普遍。为避免此类事故的发生，必须尽可能克服在吊弦间产生的高电位差，具体可采取如下措施。

（1）在适当的位置加装承力索与接触线间的横向电连接，减小通过吊弦中的电流，从而减小吊弦两端的局部电位差，降低电腐蚀。

（2）采用绝缘吊弦，隔断通过吊弦的电流。

（3）采用导流性能较好的整体吊弦，导通吊弦中的电流，减小吊弦两端的局部电位差，降低电腐蚀。现阶段，新建接触网基本采用了整体吊弦，从运行情况看，效果十分明显。

1.3 纵向连接的电连接线夹和导线烧伤、烧断的情况

2013年10月，接触网检修人员在设备巡视过程中，发现京广铁路驻马店开闭所馈出线在上网点（F4#支柱处）一并沟线夹连接处有放电现象，后经停电检查发现并沟线夹有烧熔痕迹，线索烧断多股，如下图2所示，后经及时处理，克服了一次重大供电设备事故的发生。2013年9月20日，京广铁路陆家山站3道21#支柱处，用于短接分段绝缘器的短接线与承力索连接的并沟线夹处放电，烧断了承力索，中断行车2小时03分，现场调查发现，连接短接线和承力索的并沟线夹有严重的锈蚀现象，线夹外部有明显的过热变色情况，进一步分析发现，2007年陆家山站接触网改造时，3道21#处分段绝缘器为待拆除设备，当时采用短接线短接进行临时过渡，一直到事发时。

以上两个事件中，电连接处通过的电流主要为牵引电流，电流值较大，当连接处电气接触不良时，会加速其电化腐蚀，接触电阻会逐步增大，接触处产生的电位差也相应增大，最后导致并沟线夹烧损和承力索烧断，为防止此类事故的发生，可采取如下措施。

（1）采用测温装置，对电连接线夹进行测温，发现异常及时处理。

（2）电连接线夹长期运行后氧化程度会越来越严重，接触电阻不断增大，有电流通过时会承受较大的电位差，建议对电连接线夹的电气接触部分进行定期打磨，重新安装，增强接触处导电性。

1.4 交叉线索烧伤、烧断的情况

2004年7月26日，郑州供电段管内京广线广武车站II道下锚承力索与4道承力索在70#定位点南2 m交叉接触处，承力索断线，造成京广上行停电55 min。原因分析为两支承力索长期互磨，且两线电位差和电化学腐蚀所至，当电力机车从接触网取流时，各股道会同时给机车供电，接触网不同的部位会产生不同的电位，从而产生电位差，承力索在交叉处似接非接，电位差造成交叉承力索之间放电，烧伤线索。为防止此类事故的发生，可对交叉线索采取防磨措施，并进行等电位处理。

类似案例在接触网实际运营过程中还有许多，一般在接触网运行一段时间后会逐步暴露出来，就不再一一列举。本文要说明的是，电连接处是电气通路薄弱环节，当电流通过时，其承受的电压会随着接触电组的增大而增大，对这方面的检修要采取动态管理模式，适时检查，定期拆开打磨，重新安装。

2 设计单位应考虑的措施

电气回路问题一般是在接触网运行一段时间后才逐渐暴露出来，建议设计单位对已运行的电气化工程进行定期回访，了解运行中出现的问题，通过优化设计，使接触网设备结构更合理，把局部电位差造成接触网零部件烧蚀、烧断的情况降低到最低限度。本人认为可以从以下几个方面予以考虑。

（1）在定位器与定位环（或定位环线夹）之间采取等电位措施。

（2）站场股道间的电连接的位置应合理，数量应足够，特别是经常有电力机车起动的地方。

（3）在交叉线索距离较近时，应采取等电位措施。

（4）加强电连接设备的研究，探索出更合理的电气连接方式。

参考文献

[1]吉鹏宵.电气化铁路接触网[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2003.

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