郑西高铁接触网设备运行情况探讨分析

【摘要】研究目的：郑西高铁所处地区地理、气象、气候条件差别较大，情况复杂，为保证接触网运行的可靠性，在分析郑西高铁开通以来接触网设备运营检修中存在问题的基础上，结合目前所采取的各项措施，提出对郑西高铁接触网设备在设计、施工、产品制造等方面的建议。

【关键词】郑西高铁；接触网；设备管理；建议

接触网是高速铁路牵引供电系统的重要组成部分，裸露于自然环境中且没有备用，如果设备缺陷不能及时得到消除，将直接影响高铁运营，故需良好的内、外部运行环境以保证良好的供电质量。郑西高铁于2010年2月6日开通运营，在全国来说属于开通较早的高速铁路，设备管理单位在设备运营检修方面积累了较多经验，为更好管理维护郑西高铁接触网设备打下坚实基础。

1.郑西高铁接触网设备运行现状

郑西高铁是我国第一条具有自主知识产权的高速铁路，于2010年2月6日开通运营。接触网设备所处地区地理、气象、气候条件差别较大，情况复杂。由于开通较早，存在问题较多，设备管理单位在运行检修中发现并解决了大量设备缺陷，及时消除了设备隐患。现以洛阳供电段管内设备为例，对设备运营检修中存在问题列表汇总（见附表1、2）。

2.郑西高铁接触网设备在设计、施工、产品制造方面问题分析及建议

2.1 绝缘间隙的设置问题

郑西高铁在当初设计、施工时，要求接触网、供电线、正馈线等带电部分至接地体的绝缘静态距离最小距离不小于300mm，动态情况下不小于240mm，但是没有考虑在遭受雷电过电压时，这些处所能否满足安全运行的需要。从而导致多次出现因空气间隙被击穿而烧断线索的现象。如：

⑴ 2013年8月11日，郑西高铁渑池南至三门峡南区间朱家沟1号隧道西口上行K806+336m处非支承力索由于距AF线肩架绝缘距离不足（415mm），导致遭遇雷电时空气间隙被击穿，承力索被烧断股（如图一所示）。

⑵ 2014年7月22日，郑西高铁灵宝西至华山北区间597#AF线对向下锚处硅橡胶绝缘子接地侧距AF线带电侧绝缘子距离不足导致遭遇雷电时空气间隙被击穿而发生闪络，AF线有烧伤痕迹（如图二所示）。

为防止以上原因的跳闸对供电设备造成更大的隐患，建议如下：

⑴ 为防止非悬挂点处线索（悬挂点处一般都设置有护线条，一旦跳闸不会造成线索断股、断线）在遭受雷电压的冲击下引起线索断股、断线跳闸，首先对于空气间隙能够调整的处所，必须确保空气间隙所耐受的放电电压大于棒式绝缘子全波耐受电压。绝缘间隙必须确保在600mm以上。对于绝缘间隙调整不到位的其它处所，必须在线索上加装预交式护线条，如此则一旦发生空气间隙击穿，也不会烧断线索从而引发更大的弓网故障。

⑵ AF线对向下锚复合绝缘子接地侧距下锚处弓子线的最近直线距离不足的，采取在对向下锚复合绝缘子带电侧和弓子线间加装间隔棒的方法进行整治，确保绝缘距离保证在500mm以上（间隔棒加装位置如图三所示）。

⑶ 建议高速铁路设计、施工中对绝缘距离标准能够进一步提高，能够满足大风、极温、雷电等较高条件下接触网安全运行需要。

2.2 GIS柜电缆头未加装护层保护器及变电所近端防雷问题

郑西高铁管内部分变电所、分区所和AT所的馈线上网方式为：电缆由GIS柜引出至供电线首端（本段电缆金属保护层接地方式为GIS柜端未安装护层保护器，另一端直接接地），然后再由电缆将供电线末端与上网隔离开关沟通。供电线首端未设置避雷器，供电线也未架设避雷线，所内设备易遭受雷电冲击而受破坏。原因分析如下：

⑴首先，由于供电线未安装避雷线，遭受直击雷侵袭后，雷电流直接侵入所内，对所内设备将会造成危害。

⑵其次，供电线首端未安装避雷器，并且由GIS柜引出至供电线首端的电缆在GIS柜端未安装护层保护器，仅在另一端接地。电缆的防雷作用没能得到发挥。

2.3 关于“V”拉悬棒设计存在问题

郑西高铁在AF线架设过程中，对于涉及AF线架设转换角度较大处所，为确保AF线与接地体的绝缘间隙不受曲线力和大风天气影响，在这些处所将单悬棒全部改为“V”拉悬棒。但是，从运营情况看，效果很不理想。主要原因为：

当初的设计理念是通过“V”拉悬棒来稳定AF线，确保其在曲线力和风力的影响下能够满足AF线与接地体的瞬间绝缘间隙需要。但是忽视了另外一个问题，即两个悬棒瓷瓶与AF线是通过软连接固定在一起。这种悬挂方式受外部环境的影响较大，恶劣天气时，若两支悬棒瓷瓶之间相互错位而人为缩短绝缘子的绝缘爬距，很可能会引起绝缘子闪络跳闸。如：郑西高铁渑池南至三门峡南区间854#已连续2次发生类似事件，而且目前管内仍存在类似问题，需要引起足够重视。

2.4 关于电缆头固定问题

郑西高铁上网隔开及供电线上网的电缆头大多都是在电缆头椎体下端用电缆抱箍进行固定，而在电缆头的端部均没有采取确保电缆头不弯曲的相关措施，从而导致目前多处电缆头处于弯曲状态，严重危及其运行安全。鉴于此，建议如下：

⑴ 对于上网供电线处弯曲严重的电缆头，建议加装硅橡胶绝缘子对其进行固定，确保电缆头处于正常工作状态。

⑵ 建议高铁接触网电缆头固定在设计、施工中除固定电缆头下部外，增加与电缆头垂直安装的支持绝缘子，用以固定电缆头状态。

2.5 接触网防雷设计存在问题

郑西高铁在防雷设计方面存在缺陷较多，从而导致供电设备在防雷方面非常薄弱，每年大量的跳闸都是由于雷电原因造成的。尤其是在一些关键区段（即线路在两山谷间，中间是桥梁，两边是隧道，非常易遭受雷电的冲击），遭受直击雷的故障非常明显。管内多处特殊的跳闸都发生在这些区段。鉴于这些区段的特殊性，建议：

⑴位于高架桥上接触网、特殊较高位置的供电线在柱顶架设架空避雷线，并且在供电线末端与上网电缆连接处加装避雷器，以减少直击雷和感应雷对接触网设备的侵袭。

⑵在隧道口选择合适位置设置避雷针，通过尖端放电将雷电流直接导入大地，避免因绕击雷或感应雷破坏接触网设备。

3.结束语

总的来说，郑西高铁接触网设备自开通至今，虽然在运营检修等设备管理方面做了很多工作，也取得了很大成效，但是还有很多问题亟待我们不断地去探索并解决。高速铁路接触网的运行维护需要不断地发现问题、积累经验，从技术上、管理上保障安全，从而为我国高速电气化铁路的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

（1） 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，2002.

（2） 于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版社，1991.

（3）吉鹏霄.接触网[M].北京：化学工业出版社，2006.

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