摘要：随着我国科学技术的进步，电气化铁路也得到了很大的发展，牵引供电系统中接触网设备的电气烧伤越来越引起供电运营检修部门的重视。文章分析了接触网设备电气烧伤的原因及解决方案，并以此为基点扩大分析整个接触网系统电气烧伤问题发生的主要原因以及预防措施。
关键词：电气化铁路；接触网；电气烧伤；预防措施；
一、接触网设备构成电气烧损的原因
1.1接触网线索的容量与运输能力要求不匹配
在大准铁路原有接触网线路的设计中，已经考虑到将来增加运输能力情况，也考虑部分增加裕量。但是，随着大准铁路的快速发展，发现原设计中采用的线索允许承载流容量偏低，现在牵引运输能力的增加已超出裕量。原设计中接触网线索的承载流容量难以保证连续作业的接触网长期大负荷运行，经常发生接触网设备电气烧损故障。
1.2运行中的主要导电回路的设备产生缺陷
接触网主要的电回路是由回流加吸上线、供电线、隔离开关及引线、接触线、横、纵向电连接、加强导线、承力索等组成，称作接触网的主导电回路。它之间通过线夹相互导通，沿铁路分布，负责向电力机车提供电源。主导电回路中的各种线夹上流过的电流与被连接导线的电流值一样。所以，线夹必须连接状态良好，才能保证主导电回路的电流畅通，当连接线夹存在缺陷时，就会造成局部电阻值增加，其他接触网零部件分流，从设备的薄弱处所发生故障。
主导电回路中部件若存在缺陷，将因当量截面减小而发生故障。例如：电联接线夹未打锲子导致导电截面减小；供电线夹线夹内有异物或装反；电气连接紧固件因为接触不良，或者长期运行产生松动，伴随电、化学腐蚀现象；回路零部件本身存在隐蔽缺陷未发现而投入运行；接线错误造成主导电回路中局部截面减小等原因，导致主导电回路使用截面少于正常标准，致使回路的电阻值增加，使主要导电回路导通电流不顺畅，局部温升过高而后烧损烧断回路中某一处，发生接触网设备烧损故障。
主要供电的回路闭合不严密，形成供电通道迂回。大准铁路站场内的供电线路复杂，接触网电流回路多，当电气进行连接时，如因某些原因产生主要供电的回路闭合不严密，致使供电通道迂回，将会产生分流回路，进而烧损接触网零部件。
1.3接触网的不同线索间存在非正常的电流导通
这是指从理论上讲接触网某些部件中正常运行时不应该有电流经过，因一些非正常的原因，这些部件中产生了不应该有的牵引电流，而它不具备导流设计，极其容易发生烧损现象。形成非正常的电流导通（例如加强线与承力索间、站场股道承力索之间、回流线与加强线间、腕臂水平拉压管与承力索之间等等）的后果是比较严重的，往往会使故障范围扩大，所以在实际生产运营中必须提前预防。
空间交叉的线索、各种支持装置与线索之间，因线路阻抗值的不同产生电位差，在受风力、温度变化时线索的位移、线索振动等因素的作用下，容易造成它们之间的安全距离缩短，发生电弧放电烧损接触网设备。两端属同相而由不同馈线供电的分段绝缘器、各种绝缘锚段关节，因供电臂的阻抗值不同而形成电位差，当有电力机车受电弓短接两条供电臂的瞬间，会在短接点处因为电位差发生电弧放电现象，多次放电会造成机车受电弓、分段绝缘器、绝缘锚段关节旁边的接触线等接触网设备的烧损。在不同供电臂间，接触网是通过分相、绝缘子等形成一个中性区，当电力机车通过时，由于电力机车司机因超劳、时间的因素睡觉、注意力不集中等原因，未及时断开电力机车断路器，在接触网与受电弓间将拉出电弧，从而伤损中性区接触网设备，严重时发生断线故障。
1.4关联接触网其他原因
1）接触网零部件方面。运行的接触网设备中，安装的电联接数量越多、接触网导的电性就越强，其中的零部件所承受的电流就越小。当接触网零部件所承受的电流超过设计值时，就会产生设备烧损。尤其是对于接触网的活动部位，因活动部位大多数是点线接触而非面面接触，再加上活动部位的移动，会造成接触电阻增加，导流不好烧损设备。吊弦的作用是将接触线吊在承力索上，保持接触线均匀的弹性和弛度，环节式吊弦的结构表示它不承担分流作用的。在实际检修、运行、巡视中，经常发现因发热烧红或有烧伤的旧痕迹的环节吊弦。
2）检测电气连接部件的方法少，检测仪器实际运营中投入使用的很少，检修中常靠人员检查，多凭职工的经验来进行判断与查找。
3）检修人员和施工人员作业时，对于一些接触悬挂零部件的作用和安装方式未掌握，现场错误安装，致使回路截面减小或带电部分距接地体的安全距离不足进而烧损接触网设备。
4）对主导电回路的巡视检查不到位。例如巡视时有巡视漏项、巡视人员水平不足或观察不认真等原因，使隐患不能及时被发现，从而发展至故障。
5）在铁路定点装煤处和煤尘重污染区（例如点岱沟和南坪装车站、龙王渠至窑沟的隧道群、龙王渠、大红城集装站和众多的煤场）附近的接触网设备，经常受粉尘和煤渣的污染（装车站还受到防冻液的污染），导致隔离开关、分段绝缘器、绝缘子等设备的绝缘性能降低，在雪、雾等恶劣天气下，发生闪络、打火现象，从而烧损接触网设备。
6）有异物落到接触网上，使接触网设备被短路或者接地后烧损。例如树枝、铁线、较大的鸟等搭接在接触网上形成烧损接触网设备。
二、主导电回路不畅引起烧伤
接触网主导电回路是由馈电线、隔离开关、开关引线、接触线、电连接器等组成。主导电回路各部分之间的连接，是通过各种型号的线夹进行连接的，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。
日常运营中，由于电气连接各连接之间安装不牢固、检修工艺不当等原因使电气连接处接触不良、电阻增大、主导电回路导流不畅等，引起连接处发热，机械强度下降，两导电面接触压力减小导致发热愈加严重，接触表面强烈氧化，产生的接触电阻比导体本身电阻大得多（几十倍甚至更大）。最后使接触电阻大大增加，导致接触处发热剧增，形成恶性循环。其结果使线夹与线索连接松动、变形甚至熔化。当主供电回路不闭合、主导电通道迂回，牵引电流就要分流，使不具备导流能力的一些零部件过流烧伤、烧断。
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由导流不畅引起接触网烧伤的情况有：
（1）电连接线夹与连接线接触不良，接触导流部分长时间过热，造成电连接线烧熔断股、断线或线夹烧熔、烧损，进而造成其它相关部件烧损、烧断线索事故。
（2）电连接线夹与接触线、承力索接触不良，长时间过热，造成接触线烧熔、断线或承力索断股、断线。造成接触网其他零部件（如吊弦，定位装置）等烧损。
（3）隔离开关引线与接触网或设备线夹等接触不良，造成承力索、接触线烧伤断线或隔离开关引线及线夹烧损。
（4）隔离开关失修，触头接触不良，大电流通过使动静触头渐渐烧损而没有及时发现。长期如此，最后导致触头全部烧损。
（5）接触线接头导电情况不良，造成接头烧伤、烧损。
（6）馈线处、加强处电连接器及接头接触不良，造成馈线、加强线烧断股、断线。
（7）接地线损坏或丢失，短路电流不能顺利接地经钢轨流回牵引变电所，短路电流不足以使馈线开关跳闸，可能造成隧道埋人杆件、支柱烧损。
（8）吸流变压器引线的线夹与线索接触不良，造成引线和线索、线夹烧断股、断线或烧伤。
（9）设计或施工原因构成非正常电流回路，致使某些不应有电流通过的地方通过了部分或全部牵引电流，造成线索或零部件烧损。
三、接触网主导电回路构成
接触网主导电回路是由供电线、承力索、接触线、隔离开关、开关引线、电连接器等组成的，还包括加强线、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。主导电回路
各部分间是由各种线夹进行连接的，这些线夹（如设备过渡线夹、电联结线夹、导线接头线夹、并沟线夹等）及其被连接的部分为主导电回路的电气连接。
四、接触网设备电气烧伤预防措施
上述接触网设备初始设计不合理、技术状态不好、施工不规范、弓网接触不良、外界灾害、维护不到位等原因，均可造成接触网烧伤。所以要从设计、施工、维护三方面进行预防，可按接触网相关规程及接触网设备的实际情况，制定具体的检修细则，切实提高设备供电质量、减少设备电气烧伤现象。
1、新建或改造接触网线路时，都应认真执行《牵引供电设计规范》，结合铁路重载、提速的趋向，合理选定接触网的设备、线材、悬挂类型等；对既有线路长期承受大电流的小线径线索，要及时改造，以适应大功率机车持续载流的需要。
2、施工要建立健全施工技术管理制度，实行全面质量监督管理，认真编制实施施工组织方案，严格执行工艺操作规程，并做好工程质量的验收工作。
3、大电流（500A及以上）区段，尽可能增强主导电回路的畅通无阻、降低接触电阻。①在载流承力索区段、电力机车经常起动的区、站场两端咽喉区，增设股道电连接；在既有线路改造后，横向电连接的间距由200～250m减至为100～150m。②采用铜合金整体吊弦、载流吊弦，减少环节断点，降低接触电阻，增加导流量。
4、馈线上网点处的电连接采用双股连接方式；铜铝过渡线夹采用内包式，并规范安装程序，涂绝缘防护层；以增大导流面积，降低接触电阻和氧化程度。
5、按照技术标准和要求安装电连接器，定期检修和紧固连接件，打磨线夹和电连接线氧化部位，并涂导电膏。
6、在上跨桥下的接触网导线两端加装绝缘套管，避免异物落下造成供电设备故障；在多股道站场内立体交叉的接触网线索处，加装等位线连接两交叉线索、消除压差，或调整交叉线索间距，保证带电两线索间的绝缘距离大于200mm。
7、选派业务素质高的技术骨干，每周对接触网线路进行夜间巡视，及时发现接触网设备受热发红、闪络放电的隐患。对线岔和锚段关节处的电连接、站场的股道电连接、上网点，要利用”天窗”检修点重点检查，要及时更换不良线夹和电连接线。
8、对既有线路和改造后的线路要缩短检修周期，制订适合本供电区段的检修计划，对线夹和线索连接处定期进行检查，消除接触部位的氧化物、电腐蚀物，对内部烧伤严重的连接零件要及时更换，确保电气连接状态良好。
9、对上跨桥和接触网附近的施工，供电部门要签订安全协议，建立联系方式，制定安全防护措施；并在这些地方设立警示牌，监督检查施工现场作业程序，危险施工段要派人全过程盯守，确保施工作业安全受控。
10、加大科技投入，购置先进测试仪器，要定期对接触网设备进行温度及技术数据的检测，发现异常立即检修整治。
结论
作为设备管理单位，在施工作业和运营维护保养检修作业中，通过对接触网设备电气烧伤造成的原因进行认真总结分析，结合管内设备实际运行状况，有针对性地采取有效措施，只要能明确接触网电气原因、掌握主导电回路检修标准，严格按工艺进行检修，提高设备检修质量，加强设备监控和监测，不断总结和改进接触网电气方面的技术措施，一定能克服接触网电气烧伤问题，确保电气化铁路供电运行安全稳定。
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论文作者:郭海军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：回路论文; 设备论文; 烧伤论文; 电流论文; 电气论文; 主导论文; 线索论文; 《电力设备》2018年第34期论文;