电气化铁路接触网器件式分相绝缘器在改造中存在问题的分析与对策

工作也减少了；但存在的问题是在改造或新建过程中因缺乏相关设计规范、技术标准或依据，设计还是按原来的规范进行设计，施工单位也是按原来的施工方案进行施工，而真正到了设备管理单位进行维护时问题出现了，由于分相绝缘器采用了3个断口式分段绝缘器，而设计及施工安装时又没有考虑线路因素，尽管断口式分段绝缘器说明书中也提到了“由分段绝缘器组成的分相绝缘器不易设置于曲线处”，因为没有技术标准和规范进行约束，仍未引起施工安装人员的重视；所以，当分相绝缘器处于曲线处时，尤其是“S”弯道连续曲线时，给职工检调工作带来极大的困难。文中就陇海线天兰段骆驼巷-桑园子区间在接触网分相绝缘器改造时出现的问题阐述其产生的原因分析及今后在施工改造中一些建议与对策。

1 案例介绍

陇海线天兰段骆驼巷-桑园子区间分相绝缘器频繁打、碰弓事件

事件经过：因甘肃酒钢公司榆钢专用线建设影响，需将原来骆驼巷车站西面的分相绝缘器向西改移一定距离，以满足电力机车运行要求；但在改移后，骆驼巷-桑园子区间上行分相绝缘器频繁出现了电力机车受电弓打、碰弓现象，尤其是分相绝缘器东面的一组分段绝缘器打、碰弓现象非常严重，先后造成电力机车受电弓打、碰弓100多架，损失几百万；经过3次调整、3次更换，仍未完全根除设备运行隐患，浪费人力、物力，甚至浪费接触网检修天窗。

2 两种器件式分相绝缘器的介绍与比较

（1）骆驼巷-桑园子区间上行改移前的分相绝缘器为早期的无弯矩型分相绝缘器（如图1、2），特点为滑道与绝缘为一体，爬距为1800mm，构造简单，维护方便，对线路参数要求也低；缺点为滑道表面容易积碳，影响绝缘性能。

（2）骆驼巷-桑园子区间上行改移后的分相绝缘器则采用了由3组DXF-（1.6）Ⅱ型分段绝缘器（如图3）组成，其性能特点如下：

a.DXF-（1.6）Ⅱ型分段绝缘器爬距大于1600mm，绝缘性能良好，爬距大于1600mm，即使在一侧长期停电或接地时，可避免分段绝缘器的烧损和击穿；耐污能力强，在0.4mg/cm2（等值附盐密度）及0.2mg/cm2（灰份）的情况下，耐污电压超过40kV，适用于重度污染区，尤其像甘肃酒钢公司榆钢厂区这样的环境。b.消弧能力强。消弧角隙≥300mm，符合《中华人民共和国铁道行业标准》，适用于接触网“V”型天窗停电作业方式，确保作业人员人身安全。c.使用寿命长。该分段绝缘器在正常使用的情况下寿命不小于15年。因分段绝缘器为非绝缘滑道式分段绝缘器，硅橡胶绝缘棒不与受电弓相接触，金属滑道、绝缘辅助滑道与接触线在同一平面，无硬点，磨耗低，延长了使用寿命。d.重量轻、左右对称，安装调整采用负驰度，使接触压力较均匀，避免了硬点，满足高度列车运行的需要。e.主体采用三角结构，由三根合成绝缘子以三角形布置与两端金属构架通过高强度粘接而成整体，以增加整体的刚性，克服平面结构易产生扰度的缺点，且主体绝缘棒与受电弓为接触式，在主绝缘两侧有相对斜边对称的金属滑道和候车平的辅助绝缘滑道使底面成为闭合平面，与电力机车受电弓接触，使本体通过接触线夹与接触线连接，同侧两金属滑道间有300mm的空气间隙（消弧间隙），以便两端有电位差时进行消弧，防止主绝缘件的烧损，两侧相对的金属滑道间有一个重叠区，保证供电的连续性。

（3）骆驼巷-桑园子区间改移后的分相绝缘器采用了由3组DX

F-（1.6）Ⅱ型分段绝缘器组成，虽然爬距相比无弯矩分相绝缘器要小200mm，但由于一是有断口的存在，二是滑道与主绝缘分离，因此能使主绝缘绝缘强度性能基本保持稳定，积碳问题得到了完全解决，因此维护工作量大大减少；但由于断口的存在，在安装时对水平的要求比无弯矩分相绝缘器的要求更为严格，只要稍与轨面线不在同一水平面，因此就有打、碰受电弓的风险。

3 原因分析

3.1 两种器件式分相绝缘器运行的环境

骆驼巷-桑园子区间分相绝缘器改移前，无弯矩型分相绝缘器所处的区段为直线区段，而改移后的分相绝缘器所处的区段均为曲线区段，且骆驼巷-桑园子区间上行曲线半径为600m。

3.2 检修因素

由于铁路工务系统一年两次集中修整治，平时检修更是频繁，工务职工对钢轨的起道、拨道造成钢轨曲线超高发生变化，致使轨平面发生变化，供电职工检修难度加大。断口式分段绝缘器组成的器件式分相绝缘器设置在曲线处时，对检修的标准要求更高、难度更大；因为，这时不能像在直线区段一样直接利用水平尺检查分段绝缘器的水平，而是要借助其它工具间接测量绝缘器与轨面的水平，自然很容易带来误差，更可怕的是，业务不熟的检修人员会像调整分段绝缘器一样直接利用水平尺将曲线处的分相绝缘器调整水平，造成的后果可想而知，这种情况在供电职工检修时很容易忽视。

3.3 线路因素

一种是单纯的曲线，这种曲线轨面参数更易变化，由于外轨的超高会随着机车的运行，逐渐降低，而分相绝缘器却维持原有的参数，分段绝缘器平面与轨平面误差逐渐增大，超出了误差允许的范围，因此也就导致了弓网关系的逐渐恶化，分相绝缘器与受电弓碰撞的加剧。另一种就是“S”曲线，由于在分相绝缘器附近，内外轨高差发生了突变，带来的问题就是分相绝缘器与轨面的水平基本无法调整，而且机车在通过此区段时会明显的晃动，进而通过受电弓的作用，造成分相绝缘器的晃动，一旦分相绝缘器晃动，分段绝缘器平面与轨平面误差也会瞬间增大，自然与受电弓的碰撞可能就会加剧。

3.4 机车因素

一是电力机车速度，速度不同，碰撞的结果也不一样，同样的误差，速度越高，碰撞更加剧，弓网关系越差，严重时造成分相绝缘器或受电弓损坏；二是电力机车双弓通过时，对分相绝缘器的影响也是很大的，因为在机车前弓通过时，在分相绝缘器震动未完全衰减前，后弓又继续通过，造成了震动的叠加，碰撞的强度与机率都将大大增加。

综上所述，骆驼巷-桑园子区间器件式分相绝缘器频繁出现打碰弓现象的原因是上述几种因素叠加的结果，但最主要的原因还是将断口式器件式分相绝缘器设置在了曲线处，通过对骆驼巷-桑园子区间上行弓网关系较恶劣的分相绝缘器处的轨面参数进行观察时发现，骆驼巷-桑园子区间上行分相绝缘器所处的曲线半径为600m；而且，现场测量发现在东面分相绝缘器正下方，内外轨超高发生了突变，在距东面分相绝缘器向西外轨抬高了，向东由于为加直线区段，两轨面线又为水平，这也就解释了为什么东面分相绝缘器运行很长一段时间仍然不能从根本上解决打、碰弓的原因。

4 解决方案及建议

（1）将骆驼巷-桑园子区间上行断口式器件式分相绝缘器进行改移，移至直线区段来避开外轨超高对断口式器件式分相带来的影响。但改移分相绝缘器位置虽然可以从根本上减少检修的难度，但工程难度较大，且费用较高，不可取。（2）将骆驼巷-桑园子区间上行东面硬点较大的分相绝缘器更换为无断口的菱形分段绝缘器或老式无弯矩分相绝缘器，虽然这种解决方法与目前设备技术更新理念相悖，但却能很好的解决分相绝缘器硬点过大的问题。因为，目前这种分段绝缘器虽然先进，但不适用于这种现状区段，如果能更换，就既能保证设备的运行质量，也能减轻检修压力与难度。（3）建议对设计规范及检修规程中关于分相绝缘器设置的内容进行修改，因为在设计规范中，对于分相绝缘器位置的规范只描述为“尽量避免分相绝缘器位置设置于大于6‰的长大坡道地段”这种规范对于无弯矩式分相位置的设置是可行的，但对于断口式器件式分相绝缘器，却是缺少规范约束的，虽然可以在评审方案对分相绝缘器的位置设置提出建议，但却缺乏相关规范、依据的支撑，未引起各专业人士的重视。

5 结束语

随着电气化铁路以及高铁的迅速发展，一些设计更合理、高效、稳定的产品也得到了突飞猛进的发展；但再好的产品，也要应用在最适合、恰当的地方，否则，会物极必反；但这些都需要相关规范、制度的及时完善，而不能用事故教训来换规章、完善规范；只有产品在出厂前考虑各种环境、因素的多做试验，提前对其进行约束，才会物尽其用，才能更好的推动电气化铁路接触网设备质量质的飞跃，真正保证我国铁路电气化事业高效、安全的发展。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道行业标准[M].北京：中国铁道出版社，2002.

[2]中华人民共和国铁道部.接触网运行检修规程[M].北京：中国铁道出版社，2007.

[3][德]Kiessling，Puschmann，Schmieder.电气化铁道接触网[M].北京：中国电力出版社，2003.

[4]吴积钦.受电弓与接触网系统[M].成都：西南交通大学出版社，2010.

作者简介：顾亮（1977-），男，汉族，甘肃陇西人，兰州铁路局兰州供电段助理工程师。

刘建云（1982-），男，汉族，甘肃天水人，兰州铁路局兰州供电段工程师。

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