铁路接触网常见断线事故及预防措施研究

发表时间:2021/3/15   来源:《科学与技术》2020年第30期   作者:熊思维
[导读] 接触网是电力机车牵引列车运行不可少的装置。
        熊思维
        贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司,贵州 贵阳 550000
        摘要:接触网是电力机车牵引列车运行不可少的装置。接触网沿铁路线架设,没有备用,结构复杂,技术要求高。运行中的接触网要承受电力机车受电弓以一定的压力高速接触摩擦运行,再加上通过接触网的电流高达1000A以上,接触网还要受拉力、电弧、风雪、雾雨及大气污染作用,使接触网昼夜不停地处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的动态运行状态之中,从而使其发生断线故障的可能性较一般电力线路大得多,因此,需要采取有效的措施进行预防,具体分析如下。
        关键词:铁路接触网;断线事故;预防措施
        1 铁路接触网常见断线事故
        1.1 烧断
        接触网线索被烧断,一般是由以下几方面的原因造成的。
        (1)接触线与电连接线夹存在松动造成接触不良,也有可能是接触线与电连接线夹之间的接触面积过小,引起了接触线被烧断。
        (2)一部分原因可能是电连接器、吊弦、定位等部件脱离,引发了电力机车与接触网之间短路。
        (3)各种原因引起的承力索断线后落于地面与电力机车间形成短路,进而致使接触线被烧断。比如,在承力索断线以后,承力索的两断头或者其中的一头会松弛,松弛到接触线的下部,甚至直接落到地上。在这种情况下,接触网与地面形成回路,引起短路放电现象,造成接触线或者钢轨被烧坏。承力索在断线后由于吊弦失力的原因,导致在承力索断开的那部分有可能会松弛到接触线的下方,若是列车司机警觉性不够没能及时发现,使电力机车与接触网相互接触到,就会引起短路放电,严重的会影响到人身安全,上升为重大事故的发生。
        (4)绝缘子出现问题,出现闪络或被击穿,使得接触网与大地形成回路放电,造成接触线与承力索被烧伤或烧断现象的发生。
        (5)电力机车上由于受电弓支持绝缘子击穿,或者爆炸造成接触网对机车、大地短路,从而烧断接触网。
        (6)有可能是主导电回路不畅,造成的接触线烧断;或本身接触线的某一部分载流截面不足,在该部分不足以承受通过的电流量,进而引发接触线发热、烧断。还有可能是接触线存在扭曲问题,进而受电弓离线产生电弧,引发接触线发热;如此长久下去,就会造成接触线断线。
        (7)风力作用下,保护线、加强线或各种引线由于风摆造成空气绝缘间隙不够形成短路放电,从而烧断股断线。
        1.2 拉断
        拉断是造成铁路接触网断线事故的另一重要原因,造成拉断的原因一般有以下几种情况。
        线索自身某个部位出现磨损情况,若是没能及时处理长久以往就会被拉断。线索自身某个部位被受电弓刮伤或其他原因引起的损伤,若是没能及时处理长久以往也会被拉断;线索自身某个部位出现其他原因引起的烧伤,若是没能及时处理长久以往也会被拉断;线索磨蚀(如化工、盐碱、沿海地带等的腐蚀)或磨耗(包括机械磨耗和电气磨耗)严重被拉断;承力索断线,导致接触线受力过大,超过其能够承载的范围,引起接触线断线。比如,在承力索断线以后,当链形悬挂承力索与接触线并联下锚时,所有的补偿张力就得由接触线来承担,由此接触线的张力就变大,此时若是接触线的某个部位存在问题,而又得承担着承力索断线时产生的力道,接触线就很有可能会被拉断,导致该锚段的接触网崩塌下来。更为严重的若是断线制动装置没起作用,直接使补偿坠砣跌落损坏。
        2 常见接触网断线原因分析
        2.1 导电回路不畅
        因主导电回路不畅,引起主导电回路内设备发热而烧伤接触网起导电功能的回路是由馈电线、隔离开关、开关引线、接触线、电连接器等组成的,我们称其为主导电回路(当然加强线、迂回线,捷接线等以及BT供电方式中的吸流变压器、AT供电方式中的正馈线也属于主导电回路的范畴)。

主导电回路各部分间是由各种线夹进行连接的,从而使得这一回路沿铁路延伸,我们称这些线夹(如供电线夹、电连接线夹、导线接头线夹等等)及其被连接的部分为主导电回路的电气连接。这些电气连接同样应具备主导电回路的设计要求,即允许通过与被连接导线同样的电流。
        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。所谓主导电回路“畅通”,就是要保证设计及运营实际所需的主导电回路的截面积(或当量面积)。
        2.2 外部损耗
        (1)接触线会被滑过的受电弓磨损,受电弓在接触到接触线取流时,高速通过接触线,对接触线造成巨大的向上的作用力和摩擦力,此时接触线给受电弓向下的作用力,长时间后,接触点就会被磨损,如果接触线上有“硬点”,则受电弓极有可能发出电弧,对接触线造成很大破坏。
        (2)自然环境也对接触网导线有很大影响,因为接触网大部分是露天的,所处的环境也各不相同,所以不可避免受到恶劣天气和地质灾害的影响。比如在南方城市,夏天雨水较多,雨水PH值较低时就会腐蚀接触网外部,长此以往会造成不可修复的损耗。而在沿海城市,台风对接触网的影响也不可小觑,过于强大的风会把树木吹倒,倒压在接触网上造成接触网断线事故都是时有发生。除此之外,地震、泥石流等大面积地质灾害也会对接触网造成很大的破坏。
        3 铁路接触网常见断线事故的预防措施
        3.1 合理选用示温材料
        当线夹发热时,会降低线索的机械强度,从而使接触网因为电气连接不良而出现断线事故。由于线夹的温度是由通过的电流大小决定的,如果采用红外线测温仪测量线夹的温度,很难测量出线夹在负荷最大时的运行温度。所以,可以选择不可逆的示温材料,实时的监测线夹在运行过程中的温度,这样能够达到比较好的监测效果。比如,铜质材料的电连接线夹,其允许使用的最高温度为95℃;铝合金材料允许使用的最高温度为90℃;铝质材料允许使用的最高温度为80℃;钢或可锻铸铁允许使用的最高温度能够达到125℃。选择80℃不可逆的示温材料,就能够满足接触网的运行环境和检修条件。在牵引供电主导回路的电气连接线夹上,将示温材料张贴在上面,或者直接涂在线夹上,在温度超过预先设定好的数值时,示温材料的颜色就会改变,检修人员只需要在地面上进行观察,就能对连接质量作出准确的判断。
        3.2 接触网维护
        (1)加强对接触网巡、检、测的力度
        制定完善的设备巡视、检测等管理制度,加强管理人员现场指导工作次数和质量。落实五型班组建设,提高设备巡视质量和检测等手段,根据季节性和环境特点,适时调整巡视、测量、检修的重点,及时有效地消除设备安全隐患。运用动态模拟检测装置对全线接触网设备进行动态检测,通过检测弓网之间的接触关系,微型计算机自动对几何参数进行分析,可以发现接触网与受电弓的接触状况及其存在的缺陷,从而指导接触网的维修,使设备维护质量水平不断得到提升。
        (2)搞好接触网状态修车梯巡检工作,加强对设备运行内在质量的控制
        通过车梯巡检,可以对接触网不易通过间接手段掌握设备运行状态的所有项目进行检查,如接触悬挂、附加悬挂及支撑装置的内在质量检查。在巡检过程中对设备进行必要的防腐处理和零部件的紧固更换等,可以有效避免因锈蚀、设备脱落引发接触网断线事故。
        4 结语
        接触网是高速电气化铁路牵引供电系统的重要设备,接触网的施工技术是影响其运行状态的重要因素,一旦出现断线,就会有各种各样的危险,造成生命、财产事故的发生.对于电气化铁路接触网来说,标准速度下的接触网施工标准与技术必须加以改进或采用新技术,才能保证高速铁路接触网的安全可靠和经济高效运行.所以,要保证铁路接触网安全可靠和经济高效运行,除选用高质量的材料外,必须针对其施工难点和重点进行广泛、深入细致的研究,从而掌握其施工关键技术.
        参考文献:
        [1]罗荣鑫.电气化铁路接触网断线故障及防范对策探讨[J].城市建设理论研究,2015,5(10):82-83.
        [2]李思明.电气化铁路接触网的故障及防范措施[J].内蒙古煤炭经济,2017,35(1):73-74.
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