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接触网设备电气烧伤问题的探讨

来源:《同煤科技》

作者:吴嫱

关键词:铁路运输;电气化铁路;接触网;电气烧伤;电力复合脂 ; 导电膏;接头发热;防腐蚀;防发热;降电阻;抗氧化;20年免维护

摘 要:

在接触网设备的各类故障中,电气烧伤故障事前难以发现而危害性大。对接触网运营中发生的一些电气烧伤问题进行了分析,提出了防治接触网设备发生电气烧伤故障的措施。

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。因此,防治接触网设备电气烧伤故障已成为供电运营单位确保供电安全的一个重要课题。

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电气烧伤原因分析

1.1 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余量有所考虑,但随着铁路运输发展,牵引运能的增加已超出了余量,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。

1.2 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。

1.2.1 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,电气联接阻抗加大,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。

1.2.2 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。

1.3 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) 通过的必要的电气联接,所以烧伤了接触网设备。⑴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。⑵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。

1.4 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,也不可能把其他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,且活动铰接的活动量大,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。

1.5 施工检修方面的原因

⑴在施工时未严格执行有关标准,导致电联接器的接线不正确、线夹安装不标准。

⑵现行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标。

⑶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。

⑷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,在电联接表面抹涂一层厚厚的黄油。

⑸对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。

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接触网电气烧伤问题的防治

⑴在新建、大修接触网时,应按远期发展目标选定各类线材。对既有的一些载流量偏小的线索进行技改。

⑵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2 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。

⑶在大电流(500 A 及以上) 区段:①使横向电联接器的间距减至100 m;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)。

⑷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。

⑸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。

⑹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、跳线连接处等装设双线夹,以加强电流转换。

⑺引线与所跨越的承力索间要保持300 mm 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。

⑻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。

⑼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 a),打磨氧化层、涂导电膏。