摘要：煤炭运输的电气化铁路接触网污染严重，本文针对性地提出防止接触网绝缘子污染的整治方案，阐述其带来的效益。
关键词：装煤 污染 绝缘子 整治 效益
在电气化铁路的交通运输中，煤炭运输是其中的重要的一个版块，而在煤炭运输的源头必然存在大量的装煤点或装煤仓，通过这些处所，将煤炭装入车厢编组后进行运输。在装煤时，有两道必然的程序：一是在冬季北方地区要先在空车厢内先喷洒一层防冻液后进行装煤。二是在装煤完毕后，为了减少运输过程中煤炭的损耗和加强环境保护，在装好的煤炭上面喷洒一层抑尘剂。这就产生了在装煤处所煤尘、防冻液、抑尘剂综合对电气化铁路接触网的绝缘设备的综合污染，污染的主要部件是接触网的绝缘子，下面，以大准铁路为例，详细论述如何进行接触网防污染的整治。
大准铁路是国家能源集团的一条自备的运输煤炭的专用电气化铁路。在装煤处所煤尘、防冻液、抑尘剂综合对电气化铁路接触网的绝缘设备的综合污染中，最为严重的是防冻液的污染。在大准铁路的点岱沟、唐公塔、南坪、肖家沙堰、二道河、大红城装煤站在每年冬季（10月份至次年3月份）给火车装煤时要喷洒防冻液（主要成分是电解质的盐和水）以防止经过水洗的煤炭不被冻结便于冬季卸车。但在喷洒防冻液时液体水雾混杂着煤粉随风飘荡，落在附近的接触网棒式绝缘子上，是一种粘稠状态，具有不易掉落的特性，极易黏上煤炭粉尘，在雨、雪、雾、大风等恶略天气，受到污染的棒式绝缘子上极易形成粘稠状易导电层，从而发生闪络，形成跳闸事故。
在接触网绝缘子的清扫过程中，现在存在的问题主要有：
一、停电时间长，对装车影响非常大。在冬季6处地点共8个装煤点每隔3天就需停电对绝缘子进行1次清扫作业，每次约3小时，每月总计停电240小时，严重影响着装车效率和运输生产。
二、清洗成本高。单点单次清洗车车辆费用约500元、清洗用具、清洗粉100元，每月总计成本48000元，造成维修成本高。
三、员工工作量大。单点单次作业10人，作业时间3小时加上车辆运行时间1小时，每月总计800人共占用3200小时，影响职工学习、休息时间，增加了工作量。
四、每年8处因绝缘闪络造成需新更换的绝缘子达到80个左右，计算成本，每个400元，共计3.2万元左右。
五、装煤仓处因位置的特殊性，每处有约10根左右的接触网杆是单独接地的，发生绝缘子闪络或击穿时，只能通过大地接地，对设备附近的人员安全构成严重的威胁，同时对接触网设备（绝缘子和接触网杆）造成损坏。
针对上述问题，作者的研究思路是：
一、在棒式绝缘子上加装一套在线监测设备，对绝缘子泄漏电流进行实时检测，将监测信号发送到附近的牵引变电所，在现有变电所的在线监测装置上通过终端显示监测信息，从而快速定位发生绝缘劣化、出现闪络的绝缘子，提供维修、更换的准确依据。
二、研制新的爬电距离达2米的自带清扫复合硅橡胶棒式绝缘子投入使用（通过联系国铁认可的具有资质的铁路接触网绝缘子研发并生产的厂家，提供给他们绝缘子的具体技术参数和要求，研发新的符合爬电距离和机械强度和自带风力清扫的复合硅橡胶棒式绝缘子）。
三、在装煤仓喷洒防冻液的喷头上安装轻型透明防护罩。通过对现有的装煤仓和煤站装煤处的防冻液喷洒站的防冻液喷洒喷头工作状态的研究，发现在喷防冻液时，液体水雾混杂着煤粉随风飘荡，落在附近的接触网棒式绝缘子上，严重污染绝缘子，因此，考虑在防冻液喷洒喷头上安装符合该喷头承重的轻便型的透明防护罩，考虑采用亚克力材质的防护罩，既达到防止防冻液飘出的效果，又达到方便喷洒防冻液操作人员观察的目的。
四、将有机硅材料涂在绝缘子表面，提高绝缘子的抗污能力。对于装煤仓附近的绝缘子污染严重的情况，解决方案之一是在绝缘子上喷涂有机硅材料，从而提高绝缘子抗污染能力，延长绝缘子清扫时间。
五、对装煤仓处单杆接地进行双重接地改造，保护绝缘击穿时附近人员人身安全，保护接触网设备安全。装煤仓处因位置的特殊性，往往有单独的接触网杆通过大地单独接地，当该杆绝缘子发生因污染严重导致的绝缘子闪络或击穿的故障时，电流经支柱地线直接流入大地回流，这样在接地点10米内就形成跨步电压，对处于该范围内的人员造成人身伤害。同时，大电流会对该接触网杆及绝缘部件造成烧损，影响设备的使用，增加抢修更换的工作量，延误接触网正常供电，影响铁路正常运营。
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作者研究的预期目标是通过对棒式绝缘子实施绝缘在线监测，采用技术手段通过对绝缘子泄漏电流的检测来反映绝缘子绝缘状态，可对绝缘子绝缘状态进行实时评估，快速定位报告绝缘劣化、出现闪络的绝缘子。同时采用定制高爬距防尘复合棒式绝缘子提高抗污染能力，使3天一次清扫延长到15天一清扫，降低作业人员劳动强度，减少清扫费用，增加运输装车时间，提高生产效率。进行单杆双重接地后，杜绝伤人和损坏设备。
作者认为对大准铁路接触网装煤仓处绝缘子污染综合整治可以按以下方案进行实施：
一、实施地点：
1、点岱沟黑岱沟露天矿选煤厂装煤仓2套装车设备处和天河煤场装煤处1套装车设备处。
2、唐公塔站煤场装煤处1套装车设备处。
3、南坪站第二露天矿选煤装煤仓1套装车设备处。
4、肖家沙堰力量煤业选煤装煤仓1套装车设备处。
5、二道河装煤站装煤处1套装车设备处。
6、大红城装煤站装煤处1套装车设备处。
二、实施方案
1、在点岱沟黑岱沟选煤厂装煤仓2套装车设备处附近的每个接触网棒式绝缘子上加装一套在线监测设备，该设备由供电段联系生产厂家提供，设备自带电池，电池的使用电池寿命为5年。由供电段会同生产厂家共同安装。安装后的在线监测设备自动将监测信号发送到点岱沟牵引变电所。
2、研制新的爬电距离达2米的自带清扫复合硅橡胶双重绝缘棒式绝缘子投入使用。供电段通过联系国铁认可的具有资质的铁路接触网绝缘子研发并生产的厂家，目前河北新华高压电器股份有限公司就是国内专业研发生产电气化铁路接触网绝缘子的专业厂家，提供给他们绝缘子的具体技术参数和要求，研发新的符合爬电距离和机械强度和自带风力清扫的复合硅橡胶棒式绝缘子。当新研制的绝缘子和风力清扫环到货后，由供电段自行在各个实施地点附近的接触网上进行安装。
3、在装煤仓喷洒防冻液的喷头上安装轻型透明防护罩。经上级有关部门协调，各装煤仓和煤站管理单位同意后，供电段会同各管理单位在装煤仓和煤站装煤处的防冻液喷洒站的防冻液喷洒喷头上安装符合该喷头承重的轻便型的透明防护罩，现在考虑采用亚克力材质的防护罩，具体安装尺寸和样式在安装前双方共同确认，现场安装调试合适后投入使用。
4、将有机硅材料涂在绝缘子表面，提高绝缘子的抗污能力。在装煤仓附近的绝缘子更换前，由供电段统一购进有机硅材料，在未投入运行的绝缘子上喷涂，干燥合格后由供电段安装投入运行。
5、对装煤仓处单杆接地进行双重接地改造。对于原有的单独接地的接触网杆，采用腕臂双重绝缘，即第一条接地路径为：绝缘子上副绝缘前安装接地跳线，接地跳线汇总后的总导线穿过铁道与对面的回流线连接。第二条接地路径为：绝缘子底座通过地线与单杆支柱的地线连接，接入大地。此项工作由供电段专业人员实施。
作者经过计算，得出实施此项防污染整治后的效益如下：
一、时间效益：每年减少停电时间1440小时，可用于运输装车，提升铁路运营时间。
二、经济效益：每年节省清扫成本、交通费用288000元，节约更换绝缘子32000元。
安全效益：每年减少800名员工作业时间19200小时，降低作业人员劳动强度，增加员工学习、休息时间，使职工作业人身危险性减小。保护装煤仓处因绝缘子击穿导致的人身伤亡和接触网设备损坏。
环保效益：在安装防冻液喷洒防护罩后，对上述8处地点能有效地减少因防冻液与煤尘形成的粘稠状污染物，同时也使上述地点的煤尘清洗变得更加方便，使环境保护工作更加容易。
电气化铁路装煤点处的接触网绝缘子防污染整治的办法有很多，本文只是提出目前实际生产中有效的综合整治方案，只是代表作者本人的观点，不足之处难免存在，仅与国内同行共勉。
参考文献
[1]中华人名共和国铁道部《接触网安全工作规程》1版[M].中国铁道出版社,2007.
[2]吉鹏霄《接触网》1版[M].化学工业出版社.2006
[3]铁道部劳动和卫生司铁道部运输局《接触网工》1版[M].中国铁道出版社.2005
论文作者:乔利峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
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