(中国神华神朔铁路分公司陕西省榆林市719316)
摘要:随着以动车组为标志的铁路第六次大面积提速调图工作顺利实施,在我国的繁忙铁路干线上又多了一道靓丽的风景——动车组。由于动车组结构、速度、动力特性需要,全部为电力驱动。在铁路电气化区段牵引供电系统已和信号系统、工务系统一同成为不可或缺的重要组成部分。尤其是动车组自身不带发电设备。车内各种工作和生活用电均直接从接触网上取电。一旦发生断电将会直接影响列车和旅客的工作生活。因此如何确保牵引供电设备的正常运行已成为牵引供电专业急需解决的问题。接触网是牵引供电系统中的重要组成部分.由于其设置的特殊性(机、电合一,露天设置,动态工作,没有备用),所以一发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行.严重时还会中断电气化铁路的行车功能。因此分析和研究其常见故障,制定切实可行的防范措施尤显重要。
关键词:接触网;常见故障;对策
前言
在铁路电气化区段.牵引供电系统已和信号、工务一同成为不可或缺的重要组成部分。接触网是空中的轨道.是牵引供电系统中的重要组成部分。由于其露天设置.动态工作,没有备用.既要承受各种外力的作用.还要承受剧烈的负荷变化。所以一旦发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行,严重时还会中断电气化铁路的行车功能因此分析和研究其常见故障制定切实可行的防范措施尤显重要。接触网是一种机、电合一的特殊设备,既有机械方面的结构特点,也有电气方面的技术要求,相辅相成、缺一不可。接触网的常见故障主要表现在三个方面:绝缘方面;电器联结方面;空间结构尺寸方面。
1接触网故障概述
接触网故障,是指沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路发生故障,导致这类故障发生的因素有很多,而天气因素占主要因素,其次是人为的破坏因素。当前接触网故障主要包含以下几项内容:基础构件损坏,如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础的损坏;基础安装结构件损坏,主要是连接接触网导线和基础构件损坏;接触网导线损坏,这部分作用就是传输电流给电力机车;其他辅助构件损坏,包括回流线、附加悬挂等的损坏。
2接触网常见故障及对策
2.1绝缘故障及处理
作为一种特殊的高压供电设备,绝缘是重要的技术指标之一,与普通的供电线路不同,接触网悬挂高度较低且距离机车较近,容易被环境和混合燃料的机车污染,因此其绝缘的要求比普通线路要求更高。按照绝缘介质、接触网的绝缘主要分为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘,其两方面如有一方面发生放电都会影响接触网的正常运行,由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因,绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广,对运输影响也较大,需要认真对待。
2.1.1故障现象
(1)绝缘子闪络放电乃至击穿。(2)接触网带电部分对接地体放电。(3)分段、分相等绝缘部件放电击穿。(4)因外界物体变化造成接触网对地放电。
2.1.2原因分析
(1)绝缘子脏污:主要表现为清扫周期过长,周围环境污染严重,使绝缘子表面覆盖了较多的导电介质而放电击穿。(2)绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境:主要表现为绝缘子虽然按照周期进行了清扫,但由于周围污染介质的特殊性如化工污染等,使绝缘子在不太脏污的情况下发生了放电击穿故障。(3)分相、分段绝缘棒由于与碳质材料的受电弓频繁摩擦接触,使其接触表面覆盖了一层碳粉,由于受天窗点的限制而不能及时清扫,使电弧沿其表面发生击穿故障。(4)接触网带电部分由于受温度变化,其空间几何位置发生变化,当对接地体的距离偏小于安全距离时,便会发生对地放电故障。(5)铁路旁边的建筑物、树木、风飘物等由于受自然灾害的影响而使其状态发生变化,当其对接触网(含供电线)的距离小于安全距离时,接触网也被动发生放电跳闸故障。另外融冰、鸟类搭窝用的导电体以及动物本体也会在特定情况下引发短路放电故障。
2.1.3对策
(1)加强绝缘的清扫工作,对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期。(2)对环境污染严重区段更换为抗污能力强的的硅橡胶绝缘子。(3)对分段、分相等特殊区段绝缘体逐步推广带电清扫模式。(4)对接触网线索的调整要考虑其温度变化的影响,保证在温度变化时带电部分距接地体保持足够的安全距离。(5)对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理,保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能有足够的安全距离。(6)加强对网上积雪的清扫工作和钢柱、横梁上鸟巢的清理工作,防患于未然。(7)制定冲洗周期,合理利用绝缘子水冲洗车进行重污染区段的水冲洗作业。
2.2电气联结故障及处理
接触网既然是机、电合一的特殊供电设备.因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多,但一旦发生,则会造成严重影响,甚至造成塌网、断线故障。
2.2.1故障现象
(1)电气联结线夹发热。(2)线索(接触线、承力索、供电线、回流线、吸上线)自电气接续部分断股或断开。(3)设备线夹、接头线夹、吸上线与轭流圈(或钢轨)连接处烧伤。(4)软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤。
2.2.2原因分析
(1)电联结线夹未按规定安装或在运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷。使电联结处接触电阻增加进而发热量增加,使线夹发热而烧伤线索.严重情况下烧断线索。(2)站场股道电联结设置位置或数量不合理,使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差。接触悬挂在软横跨上产生环流,从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电伤现象。(3)不同悬挂间非稳定性接触也会造成线索间放电:当两不同悬挂立体交叉时,如果两支悬挂均为载流悬挂。当其中一支有大负荷电流时,根据潮流计算可知.在两悬挂间会形成电位差,此时如果两悬挂(包括线索间和一线索距另一悬挂的带电部分)间存在非稳定性接触,则在两悬挂间就会产生过渡电弧进而烧伤线索。此种情况一般发生在站场交叉承力索间和非支接触线与工支定位管间。
2.2.3对策
(1)对电气接续部分(接触悬挂、供电线、AF线、回流线)进行逐个检查,在有条件情况下进行开盖检查.按照标准工艺进行检修、安装。(2)按照设计标准及现场实际情况对电联结设置情况进行调查,及时补充安装电联结。(3)对非稳定性接触的部分进行调整,确保在
动态情况下仍能保持可靠的安全距离。比较值得借鉴的数据是两线索间距不得小于100mm。一线索对另一定位管的距离不得小于50mm。当然能大一点更安全,对确实调整不了的加装绝缘护套。
2.3接触网空间结构尺寸故障及处理
接触网是一种特殊的供电设备,所谓特殊即其不仅要保证稳定地向电力机车提供电流,而且还要保障接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上,保证受电弓能质量良好地、平滑地从接触线上取流。由于机车受电弓宽度有限,且机车运行速度很快,因此接触网的技术参数一旦发生变化或接触悬挂上的零件一旦脱落,就会对电力机车的运行造成障碍,严重时还会造成弓网故障。
2.3.1故障现象
(1)弓网故障。(2)接触网参数变化。(3)接触网线索、零部件脱落。(4)接触网零部件变形,脱落。
2.3.2原因分析
(1)施工质量不合格:各部分螺栓未能按规定紧固到位,造成螺栓在运行过程中松动、脱落,使接触网参数(拉出值、导高、线叉参数)发生变化,当其参数超出受电弓的工作范围时,常常会发生钻弓、打弓故障。(2)接触网部件变形或零部件脱落:由于接触网部件结构上的问题、在长期运行过程中的震动疲劳或由于施工原因造成带病投入使用,都有可能造成部件变形或零部件脱落。随着列车车速的提高,接触网部件自身重量的原因往往是接触网的薄弱环节,即所谓的硬点。由于该处弓网压力加大,其各部分螺栓更容易震动脱落引起弓网故障。(3)接触网结构不合理:由于施工或设计原因,接触网个别处所在结构上存在问题,当温度变化时由于接触悬挂的热胀冷缩致使相应的线索弛度发生变化(如悬挂间电连接线、中锚辅助绳、开关引线等)。当线索弛度过大时在动态情况下也易形成弓网故障。(4)接触网零件本体和安装形式不合理:由于接触网个别零部件本体或安装形式不合理,在外界自然环境的影响下发生脱落变形,造成设备故障或弓网故障。如目前在接触悬挂上安装的各种标志牌,由于其面积较大且用简易铁线固定,极易在风力作用下脱落,当位于受电弓范围内时即形成弓网故障。(5)自然灾害:由于接触网漏天设置,受自然环境变化影响较大(如雨、雪、风等恶劣天气条件下造成的塌方),可能导致支柱倾斜、接触网参数变化等;同时设置位置限制还会由于外界动力机械的撞击,造成接触网支柱及接触网悬挂参数的变化。
2.3.3对策
(1)严格验收程序。在验收阶段不仅对接触网各部参数进行测量验收,还要对接触网各部分螺栓进行检查,防止设备带病投入运行。(2)加强对接触网参数的监测。严格按照测量、巡视周期对接触网进行检测,掌握设备技术状态,发现问题及时处理。(3)加强对接触网各部分螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的检查。在设备投入时要对各部分螺栓、螺母进行平推紧固,在此基础上通过抽查逐步摸索螺栓动态松动周期,及时进行紧固,确保各部分参数处于标准范围。同时在有条件的情况下尽可能多地使用防松螺母及垫片。(4)对不能适应列车运行条件的接触网进行改造。(5)严格按照温度曲线安装、调整设备,保证设备不致因温度变化而产生卡滞、过紧、过松而使接触网参数发生变化。(6)加强设备抵抗自然灾害的能力。加强设备抵抗自然灾害的能力,如给支柱修建护坡和设立防护桩等。
结论:
电气化铁路的主要著称于它的高速度、重负载的优越技术性能和大幅度地提高铁路的运输能力。所以,为保证电气化铁道技术安全可以健康快速向前发展,我们必须正确认识电气化铁路的发展方向,努力提高的解决接触网弓网故障问题的能力。此外,还要从思想认识上主动提高自己,制定一些新的有效的规定,并要在工作中切实贯彻执行,最大程度地预防和处理接触网弓网故障。为了更好更快消除弓网故障,接触网运营和检修人员更需要在研究和分析接触网问题上加大努力,解决平时检修工作中存在的多种故障。最后,还需要总结经验教训,及时处理已经被发现的问题。我相信通过我们的不懈努力,终有一天,接触网故障就会大大减少,消除接触网故障的能力大大提高,我们在这场攻坚战中取得显著的胜利。
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