高速铁路电力牵引供电工程安全的源头控制

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:姚迪
[导读] 高速铁路电力牵引供电工程质量安全是保证高速铁路和旅客安全的关键环节。
        摘要:高速铁路电力牵引供电工程质量安全是保证高速铁路和旅客安全的关键环节。我国高速铁路既在集世界先进技术之大成基础上不断创新发展,又需要适应不同气候环境和多种地质条件背景下的运营场景。如何贯彻预防为主、“主动避险”理念,从源头上预防事故发生和控制事故后果是目前铁路建设关注的重点。本文将分析电牵遇到的突出安全隐患和风险,提出保证电牵质量安全的具体对策和建议。
        关键词:高速铁路;牵引供电;安全控制
1电牵质量安全源头控制
1.1制定产品企业标准
        按照国家标准化改革要求,新编和修编的铁路行业标准,如已修编完成、即将发布的《电气化铁路接触网零部件》TB/T2075报批稿,主要规定产品技术要求,不再规定产品材质、外形尺寸和制造工艺。因此,可以针对高速铁路电牵专用产品的实际情况和特定需求,制定覆盖全部高速铁路关键设备的企业标准。U形挂环在电力行业标准《连接金具》DL/T759—2009中未规定外形尺寸。某高速铁路接触网定位管吊线用U形挂环有4种外形尺寸,存在运行安全风险。这就需要制定企业标准,详细提出适合高速铁路运行工况的技术要求、材质结构、外形尺寸和制造工艺等。
1.2制定采用标准设计
        高速铁路和旅客安全是铁路行业的生命线。吊环发生多起断裂情况,直接威胁高速铁路运行安全。《高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准》Q/CR9523—2018、接触网标准设计和德国铁路公司标准设计均采用已被实践证明技术成熟、运行安全的吊钩方式。标准设计一是贯彻了铁路装备简统化、关键部件技术结构统一和提高零部件通用性的精神;二是吸取了国内外几十年的成功经验和事故教训;三是凝结路内外集体的智慧。因此,应尽可能采用标准设计。
1.3完善工程验收标准
高速铁路牵引回流不畅或分布不正确可能烧损铁路信号等设备,危及人身和铁路安全。牵引回流路径不可避免地包括贯通地线。有的高速铁路工程项目未将贯通地线的回流引回牵引变电所亭,动态验收时发现回流分布不正确。原因之一是《高速铁路工程动态验收技术规范》TB10761—2013缺少牵引回流分布的要求;二是对《高速铁路设计规范》TB10621—2014的理解不到位。《高速铁路工程动态验收技术规范》TB10761—2013修订已列入国家铁路局2019年计划,修订时应分析研究我国高速铁路十多年的动态验收和运营经验大数据,增加上、下行贯通地线牵引回流不平衡系数等内容。
2项目设计文件源头控制
2.1设计采用标准产品
        某高速铁路接触网电连接采用TRJ120软铜绞线。TRJ120电连接线夹是在技术成熟的铁路行业标准零部件TRJ95电连接线夹上扩大孔径,属于非标准产品,发生多次运营事故。因此,标准设计统一采用通用标准产品TRJ95。《高速铁路设计规范》TB10621—2014第1.0.12条要求:高速铁路设计采用新技术、新工艺、新材料、新设备时,应符合国家及行业有关准入规定。设计单位选用非标准产品时,除应经过技术论证并履行相关审批程序外,还应在设计文件中给出包括技术要求、试验方法及检验规则等的产品标准、施工技术要求及工程验收标准。
2.2设计吸取事故教训
        某高速铁路隧道设备洞室内的照明开关控制箱设计安装在隧道边墙上,列车通过时,控制箱在负压作用下脱落,卷入动车组车底,造成动车组厢底损伤,构成一般C类铁路交通事故。高速铁路隧道内风洞效应对设计结构和列车安全的影响大。有的高速铁路隧道内接触网吊柱号码牌设计为抱箍螺栓固定,长期风洞效应作用下有脱落的安全风险。这类标志标识宜采用喷涂方式。
2.3材料设备进场源头控制
        消除或减少材料设备的不安全状态是保证电牵质量安全的基础因素。电牵设备尤其是接触网零部件,一般是铁路专用产品。

国家铁路局对电牵专用产品行政审批由90项大幅精简到仅12项,同时强化对被许可企业的事中事后监管。紧固件的安全重要性不言而喻。现行接触网标准零部件均包含紧固件。紧固件不合格的主要原因是材料强度低、紧固时螺栓螺母咬死及弹簧垫圈变形。因此,高速铁路接触网零部件应严格执行专用产品认证、上道质量检验等准入制度,经专业检验机构检验合格后才允许上道使用。
2.4工程机械器具源头控制
        车梯在高速铁路接触网工程中使用频率大、范围广、数量多。我国高速铁路曲线外轨超高最大达175mm,西成高速铁路设计有连续45km、25‰长大坡道。车梯在铁路曲线上或遇大风时,应防止其倾倒;在长大坡道上时,应防止其滑移。因此,车梯应配置刹车装置或扣轨器等。高速铁路接触网零部件松动、脱落、断裂对安全行车影响很大。某高速铁路接触网静态验收抽检5672个螺栓的紧固力矩,合格率仅54.7%,其主要原因是紧固螺栓时未使用或未正确使用力矩扳手。紧固力矩设计选用值与螺栓材质及其规格有关,也与被紧固件有关。相同材质螺栓的直径越大,紧固力矩就越大。只要满足设计要求,螺栓并非越紧越好。紧固力矩过大,被紧固件在螺孔附近可能变形,产生裂纹。
3施工工艺工法源头控制
3.1机械化预防和控制高处作业事故
        电牵的主体是接触网工程和变电工程,其结构和设备大多位于地面或钢轨面2m以上高度。与普速铁路相比,我国高速铁路的高架桥占比高,高架桥上风速较地面大,高速铁路接触网工程高处作业风险明显加大。我国某铁路电气化工程局1986年首次采用60台接触网作业车后,大量高处作业转化为相当于“地面作业”的接触网作业车平台上作业,接触网工程安全施工基础显著增强。吸取德国、法国、日本等高速铁路先进国家的经验教训,电牵施工预防和控制高处作业事故的策略是“高处作业地面化”。具体方法之一是“机械化”,即采用接触网作业车和高空作业斗等高处作业机械,将高处作业转化为“地面作业”,从而消除电牵高处作业安全风险;具体方法之二是“工厂化”,使电牵高处作业的工程量和工时占总工程量和总工时的比例降低,进一步减少高处作业安全风险。
3.2专业化预防和控制事故
        通过施工人员“专业化”和教育培训可以消除或减少这种不安全行为。国内外实践经验充分证明,专业化分工可以不断积累相关专业知识和技能,有利于质量安全。因此,应在工程项目全过程实施专业化管理和专业化施工。电牵施工人员应按照工序、尤其弹性吊索安装调整及电力电缆接续等关键和特殊工序,分成测量组、计算组、预配组、安装组、架线组、精调组和检测组等各种专业化作业组;作业组人员及其工作分工相对稳定,并实施动态管理,不合格人员将被更换调整或重新培训;在一个作业面内,若干个专业化作业组采取类似工厂流水线的作业方式平行作业,保证施工质量安全和作业效率,尽可能减少返工量,从而尽可能减少高处作业的时间量。
4结论
        综上所述,结合高处作业、牵引回流、非标产品、螺栓紧固等的突出安全隐患和风险,按照科技保安全的思路,电牵主要应从铁路技术标准、项目设计文件、材料设备进场、工程机械器具和施工工艺工法等质量安全源头控制方面,制定产品企业标准、优化工程设计规范、制定采用标准设计、设计采用标准产品、设计吸取事故教训、完善工程验收标准,并采用“机械化”“工厂化”“专业化”施工工艺工法,构建并完善电牵技防、物防、人防“三位一体”安全保障体系。
参考文献
[1]中华人民共和国国家能源局.连接金具:DL/T759—2009[S].2009.
[2]国家铁路局.铁路电力牵引供电设计规范:TB10009—2016[S].2016.
[3]中国铁路总公司.高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准:Q/CR9523—2018[S].2018.
[4]中华人民共和国铁道部.电气化铁路接触网零部件:TB/T2075—2010[S].2010.
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