高鐵站場典型主導(dǎo)電回路分流案例分析

高鐵站場典型主導(dǎo)電回路分流案例分析金智杰摘要：牽引供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路暢通與否直接影響供電質(zhì)量和列車運(yùn)行，為更好地掌握其工作特性，通過對兩起典型高鐵站場由于主導(dǎo)電回路分流造成的接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷的案例，分析事故形成原因，采取相應(yīng)預(yù)防措施，便于在實(shí)際工作中掌握主導(dǎo)電回路工作原理和事故預(yù)防措施，保證供電的可靠性、安全性。關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)、主導(dǎo)電回路、分流、故障電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)設(shè)備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機(jī)械故障和電氣燒傷故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。以京滬高鐵電氣化鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行中的實(shí)際情況為例，在車站、動車段等運(yùn)輸繁忙及動車組開行密度大等因素的影響下，接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已愈發(fā)突出，而且電氣燒傷問題不易于發(fā)現(xiàn)，危害性很大，防治接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為確保接觸網(wǎng)供電安全和鐵路行車安全的一個重要課題。本文通過兩起典型案例來對主導(dǎo)電回路不暢導(dǎo)致分流燒損接觸網(wǎng)零件進(jìn)行分析，并提出防治措施。1、主導(dǎo)電回路概念接觸網(wǎng)的主要功能是從牽引變電所向沿電氣化鐵路運(yùn)行中的電力機(jī)車輸送電能。為了保證接觸網(wǎng)這一功能的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計了一系列接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。可以看出，其中的一些部分與組件是為了保證接觸網(wǎng)整體的主要功能——導(dǎo)電功能而設(shè)計的，如：支柱、腕臂、軟橫跨、吊弦等。而真正的導(dǎo)電回路是由饋電線、隔離開關(guān)、開關(guān)引線、接觸線、電連接線等組成，稱其為主導(dǎo)電回路。2、站場內(nèi)主導(dǎo)電回路不暢的幾種原因電氣連接部分因連接不良或長時間運(yùn)行松動等原因引起的電化學(xué)腐蝕，造成主導(dǎo)電回路的截面(或當(dāng)量截面積)不足，電氣連接阻2.1設(shè)計施工造成的設(shè)備隱患2.2主導(dǎo)電回路未形成閉環(huán)、主導(dǎo)電通道曲折2.3股道間電連接的設(shè)置遠(yuǎn)離軟橫跨流比較大，該分流電流從鄰道經(jīng)軟橫跨上下部固定繩、定位環(huán)線夾、力機(jī)車通過時受電弓的抬升力使定位器瞬時減載導(dǎo)致定位器與定位動量大，這樣活動部位處的電氣接觸電阻也就比較大，所以分流燒傷程度比較重。我段豐沙大線平時檢修時常常在周圍電氣連接性能良好的情況下，發(fā)現(xiàn)許多烏黑的吊弦本體并不銹蝕，但在調(diào)整導(dǎo)高的過程中，夾在接觸線吊弦線夾內(nèi)的①4.0鐵線回頭彎曲處常常折斷，其與接觸線吊弦線夾內(nèi)掛口相接觸的彎曲面上呈紅褐色，并且有窩狀麻點(diǎn)，越在大坡道區(qū)段此類現(xiàn)象越多。這就是吊弦分流所引起的。3、兩起典型高鐵站場內(nèi)主導(dǎo)電回路分流接觸網(wǎng)設(shè)備故障3.1京滬高鐵A站定位器弓網(wǎng)故障2013年7月31日08時36分，京滬高鐵X變電所213、214#DL11道出站，經(jīng)過岔區(qū)進(jìn)入正線，15號車廂受電弓碳滑板斷裂而自動降弓，司機(jī)緊急停車停車。9時01分，列車換弓后繼續(xù)運(yùn)行。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)A站下行出站側(cè)線11道319#處(軟索式硬橫跨懸掛方式)接←5定位環(huán)線夾現(xiàn)場使用的定位器為G3型定位器，長度為1200mm,定位鉤的材質(zhì)為Q235A;定位環(huán)線夾本體材質(zhì)為Q235A,廠家均為保德利。工區(qū)通過天窗點(diǎn)內(nèi)對現(xiàn)場對故障點(diǎn)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)：319#定位環(huán)線夾和定位器定位鉤存在嚴(yán)重放電燒傷。定位器定位接近燒穿?定位環(huán)線夾本體與定位鉤連接處已燒傷的定位器、定位環(huán)線夾3.1.3原因分析車站319#支柱節(jié)點(diǎn)5處定位器與定位環(huán)線夾之間無電氣連接線，弓網(wǎng)動態(tài)振動情況下定位環(huán)線夾與定位器定位鉤之間接觸不良而存在放電現(xiàn)象，導(dǎo)致兩者連接處燒傷，長期放電作用最終導(dǎo)致定位環(huán)線夾燒斷。定位器尾部脫落后侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線，后弓(15車)通過時發(fā)生弓網(wǎng)故障，導(dǎo)致受電弓碳滑板斷裂，同時在碰撞的過程中，帶電體與機(jī)車接地體絕緣距離不足，造成變電所饋線跳閘，定位器尾部被打后卡在上下部固定繩電氣連接線上，重合閘成功。車站南頭岔區(qū)無股道電連接，主導(dǎo)電回路不暢，硬橫梁的下部固定繩將正線電流分流到側(cè)線，相當(dāng)于起到了股道電連接的作用。車站機(jī)車取流示意圖通過車站機(jī)車取流示意圖(以11道發(fā)車為例)可以看出當(dāng)機(jī)車停靠在11道啟動發(fā)車取流的時候，電流通過159#上網(wǎng)隔開，再經(jīng)過13道與11道之間的股道電連接給機(jī)車供電，此時供電與下行正線無關(guān)。當(dāng)機(jī)車通過分段絕緣器后，機(jī)車取流方式改變，正常情況下電流應(yīng)通過下行正線經(jīng)過22#、24#、20#道岔電連接給機(jī)車供電，因319#-354#硬橫梁比22#、20#道岔更靠近車站，電流走捷徑，下行正線一部分電流通過319#-354#硬橫梁下部固定繩環(huán)流到319#定位點(diǎn)接觸線上，由于G3定位器定位鉤與定位環(huán)之間無電氣連接線，是導(dǎo)電的薄弱環(huán)節(jié)，兩者之間因振動有間隙，產(chǎn)生放電燒傷現(xiàn)象，最終導(dǎo)致故障的發(fā)生。3.2B動車段定位器脫出故障2014年3月31日17點(diǎn)B動車段回庫動車組反映I、Ⅲ場連線2道433#支柱處接觸網(wǎng)零件垂于接觸線下方，有可能打弓。動車段巡場連線433-434#軟橫跨2道節(jié)點(diǎn)5矩形鋁合金定位器尾部從定位支座脫出，垂于下部固定繩下方，已經(jīng)侵3.2.2現(xiàn)場情況故障現(xiàn)場接觸網(wǎng)平面圖故障現(xiàn)場照片燒傷的定位器、定位支座定位支座矩形鋁合金定位器現(xiàn)場使用的定位支座為BJL030201C型定位支座，定位支座本體材質(zhì)為GK-A1Si7Mg0.6T6;定位器為BJL030202型矩形鋁合金定位器，定位鉤的材質(zhì)為6082T6,廠家均為保德利。3.2.3原因分析B動車段內(nèi)I、Ⅲ場連線及靜調(diào)庫由Y變電所254#KX主供，該供電臂內(nèi)各股道間無股道電連接線導(dǎo)致主導(dǎo)電回路不暢，軟橫跨下部固定繩將正線電流分流到側(cè)線，相當(dāng)于起到了股道電連接線的作用。433-434#軟橫跨節(jié)點(diǎn)5定位器與定位支座無電氣連接線，弓網(wǎng)動態(tài)振動情況下定位支座與定位器定位鉤之間接觸不良而存在放電現(xiàn)象，導(dǎo)致兩者連接處燒傷，長期放電作用最終導(dǎo)致定位器脫出。通過車站機(jī)車取流示意圖(以1道發(fā)車為例)可以看出當(dāng)機(jī)車?？吭?道啟動發(fā)車取流的時候，電流通過1道接觸線給機(jī)車供電，同時還有部分電流從2道接觸線經(jīng)過433-434#軟橫跨走捷徑，通過下部固定繩環(huán)流到1道接觸線上，由于矩形定位器定位鉤與定位支座之間無電氣連接線，是導(dǎo)電的薄弱環(huán)節(jié)，兩者之間因振動有間隙，產(chǎn)生放電燒傷現(xiàn)象，最終導(dǎo)致故障的發(fā)生?，F(xiàn)場供電臂情況現(xiàn)場供電臂情況07車站機(jī)車取流示意圖3.3兩起故障的共性分析軟橫跨定位點(diǎn)拉出值為100mm,B動車段433-434#軟橫跨定位點(diǎn)拉出值：直線區(qū)段200～300mm;曲線區(qū)段根據(jù)曲線半徑不同在0～350(1)在進(jìn)行接觸網(wǎng)施工設(shè)計時，應(yīng)按遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)來選定主導(dǎo)(2)在鏈形懸掛與簡單懸掛的銜接處、加強(qiáng)線(載流承力索)(3)接觸網(wǎng)零部件的活動鉸接處等部位采取絕緣措施，可徹底(4)接觸網(wǎng)零部件活動鉸接處的連接部位接觸電阻可通過增大(5)安裝電連接器時，電連接線夾的大小槽要安裝正確；不要將(6)在隔離開關(guān)、電連接器、饋電線接續(xù)點(diǎn)等主導(dǎo)電回路連接線(7)做好接觸網(wǎng)設(shè)備的巡視，特別是夜間巡視工作。對變電所、[1]史國強(qiáng).電氣化鐵路接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路燒傷問題的探討.上海鐵道科技，2008年第2期.[2]金功平，安龍.電氣化鐵路接觸網(wǎng)電氣燒傷事故的研究與實(shí)踐.