杨治勇
中国铁路上海局集团有限公司调度所 上海市 200000
摘要：随着我国电气化铁路的不断发展，接触网覆冰严重的威胁了电气化铁路的安全运行，成为影响铁路安全运输的一个重要影响因数之一。所以，研究接触网覆冰的危害及采取相应的应对措施对铁路的安全发展有着重要的意义。
关键字：接触网 覆冰 应对措施
1 引言
覆冰覆雪是在严寒天气时产生的一种自然现象，而电气化铁路作为我国高速及重载铁路的主要牵引方式，如果接触网覆冰会影响受电弓与接触网之间的相互作用，容易导致受电弓从接触网上取流不畅、产生电弧烧伤供电设备等问题，严重时甚至会导致接触网断线、中断铁路行车等严重事故，严重影响了铁路牵引供电安全正常的运行，对我国的经济发展、民生问题产生较大的影响。世界上有很多国家如俄罗斯、美国、日本、发过等都曾发生过严重的冰雪自然灾害。我国在2008年南方部分地区也发生了严重的冰雪灾害，给铁路运输和电气化铁路供电造成了严重的影响。本文对接触网覆冰的原因、危害以及应对措施进行了分析和研究。
2 接触网覆冰的原因、类型以及主要性质
2.1 接触网覆冰的原因
接触网覆冰主要是外部气象条件发生变化所产生的一种自然现象，是由温度、湿度、冷暖空气对流、环流等因素共同决定的一种物理现象。空气中的水分在零度或者零度以下时，附着在接触网的表面并冻结结冰，由此形成了接触网覆冰的现象。
2.2 接触网覆冰的类型
接触网覆冰主要分为白霜、雾淞、混合淞和雨凇四种，其中危害最严重的是混合凇和雨凇。
2.3 接触网覆冰的主要性质
2.3.1 接触网覆冰的特点
由于接触线的特殊结构，接触线在覆冰过程中接触线不容易发生扭转。根据现场的实际观测表明，和一般的输电线路覆冰相比，接触线在覆冰的情况下更容易形成冰棱。
2.3.2 冰的粘结力
当覆冰在接触网上是，冰会产生粘结力，粘结力又分为剪切力和垂直粘结力。剪切力是在水平方向上除冰所需要的力，而垂直粘结力是在垂直方向上除冰所需要的力。
2.3.3 冰的抗拉强度
由于接触网覆冰是随着时间慢慢进行累加的过程，而且在形成覆冰时伴随着固体冰、孔隙和液体组成，所以其抗拉强度比纯冰的抗拉强度要小的多。
3 接触网覆冰的危害
3.1 覆冰对接触线的危害
电力机车或动车组列车在覆冰的线路上运行时，会导致受电弓从接触线上取流不畅，严重时会产生很大的电弧，电弧可坑会烧伤接触线，甚至是造成接触线断线的严重故障，影响行车安全。
3.2 覆冰对车辆本身的危害
覆冰状态导致电力机车或动车组列车取流不畅的情况下，除了威胁接触线外，产生的电弧还会严重烧伤受电弓的碳滑板。除此之外，电力机车车顶的支持绝缘子在覆冰的状态下，绝缘强度会有很大的下降，可能会出现闪络的放电现象，在这种情况下会产生较大的短路电流，严重时会烧断接触线。
3.3 覆冰造成接触网舞动
在寒流的天气下，接触网覆冰时是不均匀的，接触线各个点的受力大小不一样，当有较大的风吹过时，接触线在风的作用下会产生不规律的摆动，一般情况下，接触网在覆冰的情况下，摆动的幅度和频率都会比平时严重，将可能损坏接触网设备。当摆动幅度特别大时，会超出受电弓的动态包络线范围，造成接触线打弓，引发弓网事故，这将对运输产生严重的影响。
3.4 覆冰造成过荷载
接触网在覆冰的情况下，会增加设备承受的重量，使接触悬挂的设备较平时承受了更大的垂直荷载，同时，由于在风力的作用下，接触网的水平荷载也增加，在覆冰严重的情况下荷载可能超过设计值，这会造成接触网断线甚至是支柱折断事故。
3.5 覆冰造成绝缘子闪络
绝缘子在覆冰的情况下，绝缘子表面的覆冰会造成绝缘子的绝缘性能迅速下降，在严重的时候会产生绝缘子闪络，闪络时产生的电弧会造成绝缘子损伤，严重破坏的绝缘子的机械性能和电气性能。
3.6 覆冰对电能质量的危害
接触线在覆冰时，会造成电力机车受电弓从接触网上取流不畅，产生电弧，从而产生谐波电流，严重的影响了电网的电能质量，对电网产生严重的危害，甚至损伤其他电气设备。
4 接触网覆冰的应对措施
由上面的分析可知，接触网覆冰会对牵引供电和电力机车等运输生产设备产生很大的影响，最终影响铁路运输，因此，针对接触网覆冰的形成原因以及特点，采取相应的应对措施是铁路供电单位的重要任务。目前采取的主要措施有人工除冰、电力机车受电弓带负荷运行除冰、电加热融冰、涂抹防冻剂等。
4.1 人工除冰
人工除冰方式是最简单、使用设备最少的一种除冰方式，但是这种方式效率不但低下而且除冰的效果也不理性，费时费力，这种方式在覆冰严重导致受电弓完全无法取流是采取。
4.2 电力机车受电弓带负荷运行除冰
电力机车受电弓带负荷运行除冰需要借助接触网除冰机车进行，在天气比较恶劣的情况下可以选择这种除冰方式，但是这种方式在实际使用中有部分缺陷。从上文分析可知接触网在覆冰的情况下，电力机车受电弓取流不畅会产生电弧，烧伤接触网，甚至造成接触网断线，严重时引发弓网故障，因此这种除冰方式在预防接触网覆冰上有一定的效果，可以在晚上安排除冰车开行，避免接触网在晚上长时间无电力机车或动车组列车通过的情况下产生严重的覆冰，将覆冰在严重之间进行消灭。当接触网无电时，可以采用内燃机车牵引电力机车只升弓不取流的方式进行除冰，这种方式可以起到机械除冰的作用，可以避免烧伤接触网设备。
4.3电加热融冰
电加热融冰是利用导线的热效应来除冰的，即电流通过导线时会发热，所产生的热量来融化接触线上的覆冰。但这种方式需要特定的装置来完成，这会增加额外的成本，而且对于接触网中非导电的设备没有作用，因此这种方式还没有较多的应用。
4.4 涂抹防冻剂
涂抹防冻剂就是在接触线上涂上防冻剂，当防冻剂溶于水时会释放热量，从而进行融冰，这种方式实行起来简单方便，既可以使用机械设备进行涂抹，也能通过人工方式涂抹，这样成本较低。
5 总结
接触网覆冰对铁路运输影响重大，当接触网覆冰时，可以采用多种方式相结合对接触网进行除冰，即可以采用人工除冰、电力机车受电弓不带负荷运行进行除冰、涂抹防冻剂相结合的方法，多种方式结合的情况下将优于单一的除冰方式所产生的效果，这将降低对接触网设备的损伤。除此之外，除冰方式的选择还应根据线路的属性、设备使用情况、现场实际环境来进行选择，比如，对于车流量较大、线路较长的正线，可以采用电力机车受电弓不带负荷运行的方式来除冰，对于容易覆冰的车站侧线，可以采用人工除冰、涂抹防冻剂相结合的方法来除冰。随着科技的发展，相信以后会有更简单、方便、高效率的除冰方式。除此之外，铁路部门还应在管理上加强组织，提前做好应急预案和应急演练，加快出动效率和处置效率。
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