接觸網燒傷故障原因分析及預防

余學林 上海鐵路局合肥供電段

隨著我國電氣化的不斷發展，運行速度提高和電力機車運行密度的增加，接觸網設備的電氣燒傷現象已越來越突出。而且由于接觸網設備的電氣燒傷在事前不易被發現，極易造成接觸網中斷供電，影響行車，給鐵路運營造成巨大損失。因此，防止接觸網設備發生電氣燒傷故障已成為供電段確保供電安全的一個重要課題。

1 主導電回路不暢引起燒傷

接觸網主導電回路是由饋電線、隔離開關、開關引線、接觸線、電連接器等組成。主導電回路各部分之間的連接，是通過各種型號的線夾進行連接的，我們稱這些線夾(如供電線夾、電連接線夾、導線接頭線夾等等)及其被連接的部分為主導電回路的電氣連接。

日常運營中，由于電氣連接各連接之間安裝不牢固、檢修工藝不當等原因使電氣連接處接觸不良、電阻增大、主導電回路導流不暢等，引起連接處發熱，機械強度下降，兩導電面接觸壓力減小導致發熱愈加嚴重，接觸表面強烈氧化，產生的接觸電阻比導體本身電阻大得多(幾十倍甚至更大)。最后使接觸電阻大大增加，導致接觸處發熱劇增，形成惡性循環。其結果使線夾與線索連接松動、變形甚至熔化。當主供電回路不閉合、主導電通道迂回，牽引電流就要分流，使不具備導流能力的一些零部件過流燒傷、燒斷。

由導流不暢引起接觸網燒傷的情況有：

(1)電連接線夾與連接線接觸不良，接觸導流部分長時間過熱，造成電連接線燒熔斷股、斷線或線夾燒熔、燒損，進而造成其它相關部件燒損、燒斷線索事故。

(2)電連接線夾與接觸線、承力索接觸不良，長時間過熱，造成接觸線燒熔、斷線或承力索斷股、斷線。造成接觸網其他零部件（如吊弦，定位裝置）等燒損。

(3)隔離開關引線與接觸網或設備線夾等接觸不良，造成承力索、接觸線燒傷斷線或隔離開關引線及線夾燒損。

(4)隔離開關失修，觸頭接觸不良，大電流通過使動靜觸頭漸漸燒損而沒有及時發現。長期如此，最后導致觸頭全部燒損。

(5)接觸線接頭導電情況不良，造成接頭燒傷、燒損。

(6)饋線處、加強處電連接器及接頭接觸不良，造成饋線、加強線燒斷股、斷線。

(7)接地線損壞或丟失，短路電流不能順利接地經鋼軌流回牽引變電所，短路電流不足以使饋線開關跳閘，可能造成隧道埋人桿件、支柱燒損。

(8)吸流變壓器引線的線夾與線索接觸不良，造成引線和線索、線夾燒斷股、斷線或燒傷。

(9)設計或施工原因構成非正常電流回路，致使某些不應有電流通過的地方通過了部分或全部牽引電流，造成線索或零部件燒損。

2 接觸網短路引發燒傷

變電所饋線跳閘絕大多數都是由接觸網短路引起。構成接觸網短路的原因主要有：

(1)異物落在接觸網上造成線索燒傷。如風箏、建筑垃圾、樹枝、附近彩鋼瓦等受惡劣天氣影響，刮到接觸網上造成短路。

(2)施工原因造成接觸網燒傷。上跨橋施工臨時電線電纜、工器具、材料等脫落造成短路；施工水泥澆筑漏漿、排水等造成短路。

(3)電力機車支持絕緣子、電壓互感器等擊穿或爆炸。電力機車內部故障以及誤操作造成接觸網對電力機車、大地短路。

(4)弓網故障造成接觸網上某部件打壞或脫落，會造成接觸網對機車車輛短路放電。

(5)上跨橋直接落水。隧道結冰、漏水以及遮導板脫落造成接觸網對隧道拱項或隧道壁放電。

(6)貨物列車裝載不良直接短接接觸網或刮起接觸網地線搭網短路。列車貨物超高到一定限度即對導線的距離小于規定值350 mm時，在運行中因振動等到原因，引起接觸線對列車貨物之間放電，燒傷接觸網設備；貨物列車裝載不良，綁繩刮起地線搭網構成短路。

(7)附加導線對地距離不夠、接觸網設備對地距離不夠造成附加導線、接觸網設備對地放電以及附加導線（正饋線）跨越接觸網放電。

(8)絕緣子等絕緣器件閃絡或絕緣子、分段絕緣器、避雷器等擊穿造成接觸網對地短路放電或死接地。合武線2009年初接管運營時，發生多次過電壓，致使避雷器擊穿絕緣損壞，造成接觸網死接地，引起接觸網故障跳閘停電。

(9)誤送電、誤停電、電力機車誤闖無電區，造成接觸網死接地，燒傷接觸網。2009年12月20日，京九線原阜陽機務段001#電力機車由阜陽北一場進入機6線。由于中鐵電化局在機務段停電處理設備故障，電力機車通過分段時，將電帶入無電區，造成分段絕緣器、接地線、腕臂燒傷。

(10)樹木侵限、鳥獸短接、鳥巢或自然災害等造成接觸網短路接地。2009年3月13日，合寧線210供電單元停電，造成D491次動車停于合肥-羅崗間新客下行線K6+060處。經檢查發現肥東站004#支柱隔離開關支架上有鳥巢，當時下雨，導致平腕臂絕緣子絕緣距離不足，電流通過潮濕鳥巢發生接地引起跳閘，隔離開關支柱瓷瓶有明顯的放電痕跡。

3 接觸網設計、施工、運營原因，導致接觸網燒傷

(1)接觸網設計時遠期考慮不足，接觸網線徑預留不足。由于運能的大幅提升，大功率電力機車密集開行，線索滿負荷運行，線索"不堪重負"進而頻繁引發接觸網設備的電氣燒傷。

(2)設計的接觸網結構中某些不應有電流通過的地方，而由于某些條件的巧合通過了全部或部分牽引電流。立體交叉的線索、線索與支持裝置之間發生電弧放電現象。兩端屬同相而不同饋線供電的絕緣錨段關節、分段絕緣器，因供電臂的阻抗不同而形成電壓差。由于這些地方沒有接入保證牽引電流(或其分流)通過的必要的電氣連接，所以引起了接觸網設備的電氣燒傷。

(3)在接觸網施工時未能嚴格執行有關標準，導致不同電位線索間電氣安全距離不足，未加裝電連接線，在電力機車通過時由于線索抬升，導致安全距離嚴重不足，導致線索間放電灼傷。

(4)現行的鐵路接觸網檢修規程中對電氣連接的電氣標準沒有明確的量化指標，使得供電部門在具體檢修時"無章可循"。

(5)對電氣連接缺乏行之有效的檢測方法和手段。在具體檢修中多是做些外觀檢查，容易造成對故障隱患的疏漏。

(6)接觸網供電檢修部門存在對"涂油"的認識誤區。為防止設備檢修質量驗收時扣分，接觸網檢修人員在平時檢修時對接觸網設備抹涂大量的黃油，致使設備的內部電氣燒傷缺陷不能及時地被發現。

4 常見接觸網燒傷故障的預防

接觸網設備狀態不良、弓網配合不好、外來傷害、維護不到位等原因，均可造成接觸網燒傷。但從上面的分析原因看，接觸網設備狀態不良是造成接觸網燒傷的最主要的因素。預防接觸網燒傷要從設計、施工階段就要進行預防，設備投入運行以后供電段更要加大日常的維護手段，提高設備質量，減少燒傷故障發生。

4.1 接觸網設計部門對燒傷事故的預防

(1)設計部門應認真執行《牽引供電設計規范》，合理布置接觸網結構，精心選擇接觸網主導電回路設備和零件，保證設計運量的要求，又要留有足夠的儲備能力，充分考慮鐵路重載、提速的發展方向。

(2)大修設計，要充分聽取運營部門的意見，認真開展修前設備調查和技術鑒定，制訂切實可行的大修技術條件，使大修后的設備能完全適應鐵路發展的需求。

(3)在既有線改造設計中對既有的一些載流量偏小的線索應及時進行技術改造。

4.2 施工部門對燒傷事故的預防

(1)接觸網施工單位應認真執行《牽引供電施工規范》，按照批準的施工圖設計文件精心施工。如確需變更應按《鐵路基本建設變更設計管理辦法》，采用的設備和零部件應符合現行的國家標準、行業標準或企業標準的規定，并有合格證件，嚴把設備質量關。例如，京九線電化驗收時，發現電連接線與接觸線和承力索連接是采用壓接，而不是采用傳統線夾連接。由于壓力使用不當（應為400～450 N，施工采用 600～700 N）、使用方法不當造成傷及本線，出現過斷網現象。由此可見施工質量，對今后運行安全的重要性。

(2)接觸網施工單位應建立健全施工技術管理制度，實行全面質量管理，執行工藝操作規程，認真編制實施性施工組織設計，做好工程質量檢驗工作。

4.3 運營部門對燒傷事故的預防

(1)定期對接觸網設備進行巡檢，清理接觸網設備運行外部環境。將測溫貼片貼在錨段關節、電連接器等有關部位，利用其色彩隨溫升而變化的特性來監測電氣連接的性能和狀態；加強夜間巡視工作，以便及時發現電氣燒傷問題；對鐵路周邊距接觸網過近的侵限樹木、草藤等及時進行砍伐；對接觸網支柱上的鳥巢及時進行清除；對加固隧道拱頂的導水管、遮導板(遮引隧道漏水)、吊柱隨時檢查，以防脫落；對跨接觸網的供電線以及地方架設的電力線路經常性地檢查整治，防止脫落造成短路或馳度隨溫度變化改變造成放電拉弧短路。

(2)盡可能地增強主導電回路的通道，使橫向電連接器的間距減至100 m；隔離開關、吸流變壓器等引線安裝為雙引線；可在一些影響主導電回路過流的瓶頸區段和薄弱地方加裝電連接線。如在中心錨結的兩側各加裝一組電連接，可有效防止中錨或中錨處吊弦的燒傷；在車站兩股道間承力索交叉處加裝一組短接線，可防止承力索間間接放電燒傷。

(3)縮短電連接器的檢修周期，同時優化檢修計劃，對電連接線夾進行打開檢查(如每隔3年)，打磨跨接觸網的施工，供電部門要細化安全監督防護措施，定人、定次、定量、定時、留有記錄強化巡視檢查，危險施工段派人現場盯守，確保施工在受控狀態下。氧化層、涂導電膏。電連接線夾內部的燒傷很難發現，可定期對饋線上網點、GK隔離開關觸頭、錨段關節處的電連接線夾等進行解體檢查。對松動的螺栓進行緊固；導電面氧化的進行除垢、打磨、涂導電膏；連接零件內部燒傷嚴重的及時進行更換，保證各部電氣連接部件經常處于良好狀態。

(4)對上跨橋、上跨接觸網的施工，定期進行巡視檢查。對上跨橋上的附屬物和臨時施工電線電纜等定期巡視；要同產權單位建立聯系，簽訂安全協議，建立聯系方式，并在這些地方設立警示牌。上

5 結束語

隨著鐵路跨越式發展不斷深入，電氣化鐵路鐵路占運營鐵路的比例將不斷增加。減少接觸網燒傷故障，減少對鐵路正常運輸的影響是作為供電人的責任。我們只有在工作中不斷的總結經驗，不斷提升設計、施工和運營水平，采用可靠的供電設備，先進的施工工藝，智能化的監控手段，早預防早發現早整治，就一定能夠克服接觸網電氣燒傷問題，確保電氣化鐵道的供電運行安全。