摘要：我国的铁路系统,悬链线的设备,因为频繁的裸露在外面,运行环境非常恶劣,因此,运行环境中很容易受到外部环境的影响和产生变化。据不完全统计,每年由于悬链线设备故障的外部环境已达到70%以上。因此,我们需要从根本上改善悬链线设备使用外部环境的能力,大大降低了设备的故障率,保证机车的安全运行。
关键词：接触网覆冰预防措施
接触网在初冬和初春季节因降雨、雪表面冻结成冰的线索(奶油)形成冰,冰冷的雨水溅落在温度低于冰点(0℃)对象形成雨夹雪(见相应的指令的解释釉)。如果是在接触互联网,这是冰链。如果所有电线都是冰雪覆盖的范围内,这是冰接触线的开销。冰上舞蹈经常引起悬链线和出现冰,冰下降的现象,严重威胁电力机车的安全,emu受电弓运行,扰乱正常的铁路运输秩序。因此,基于线索的冰机理、特点和影响因素的研究,制定切实可行的预防措施,减少伤害受电弓上的冰,在最大程度上减少对铁路运输的影响。
1．接触网产生覆冰的机理和分析
（1）接触网覆冰按冰的表观特性分为雨淞、粒状雾凇、晶状雾凇、湿雪、混合淞。雨淞：透明玻璃体、质地坚硬不易破碎，密度在0.6～0.9g/cm3，又称冰凌或明冰，与导线表面的附着力强大，不易脱落。粒状雾凇:乳白色不透明体，其间含有气泡空隙，质地疏松较脆，表面起伏，无定形状，密度为0.1～0.3g/cm3。
晶状雾凇：白色结晶，冰体内含空气泡较多，质地疏松而软，与导线表面的附着力较弱，容易脱落，密度在0.01～0.08g/cm3。湿雪：呈乳白色或灰白色，一般质地较软，是处于熔化状的雪花和水体粘附到导线表面而成的，密度一般在0.1～0.7g/cm3之间，粘结在导线上的湿雪当气温进一步降低时将变成坚硬的冰冻体。混合淞：呈乳白色，体大，气隙较多，是雨淞和雾凇在导线上交替冻结而成的，密度在 0.2～0.6g/cm3之间。
（2）接触网覆冰的形成机理分为降水覆冰、云中覆冰、升华覆冰三类。降水覆冰是空气中的冻雨（过冷却水滴）或雪花降落到温度接近0℃或负几度的导线表面形成覆冰或覆雪。冻雨覆冰形成的雨淞因其密度大、附着力强，对接触网危害最大。云中覆冰是空气中过冷却的云或者雾与导线相接触冻结成冰，叫云中覆冰。地面无降水摘要：量和降雪量，覆冰主要取决于湿度、风速等气象参数是云中覆冰的一个特点。升华覆冰是大气中的水蒸气直接冻结在物体表面所产生的一种霜，也成为晶状雾凇，因是经过升华而产生的晶状雾凇，所以叫升华覆冰。晶状雾凇不会发展很大，其附着力较小易脱落，对接触网基本上不产生多大危害。
（3）接触网覆冰的形成条件：足够可以冻结水滴的气温及导线表面温度，0℃以下，一般为-20～-2℃，能使液滴在冻 结时及时释放出潜热；具有较高的湿度，因为空气过冷却的液水含量是各种覆冰的水来源，空气相对湿度一般要在85％以上；具有可使空气中的过冷却水滴或过冷却云粒产生运动的相应风速，以便水滴与导线发生碰撞，被导线捕获，一般风速为1～10m/s。观察和研究表明，当空气相对湿度很小或无风和风速很低时，即使温度很低，导线也基本上不发生覆冰现象。影响导线覆冰的气象因素主要包括气温、空气湿度、风速、风向、云中过冷却水滴的直径及凝结高度等参数。
（4）接触网覆冰厚度的计算公式：
①冻结系数为1，即所有被导线捕获的水滴全部冻结成冰，且雨淞冰的密度 ρi=0.9g/cm3水的密度ρw=1.0g/cm3；②导线为半径R的无限长圆柱体；③风速为零。这样，相对于1cm的降水量对应的冰厚为：Rep=ρw/ρi•1/π=0.35cm在以上假设下，覆冰厚度与导线的直径无关，只与降水量有关。
2.覆冰对接触网设备造成的危害
当接触网覆冰时，产生的危害主要有受电弓 铦弓、线索损伤、接触网部件受损等设备故障。
（1）弓故障
当接触网覆冰，受电弓在其滑动过程中就会产生冲击力，在较高速度运行下 受电弓的取留器与接触线表面的冰凌发生碰撞损坏，无法正常取留。造成受电弓铦弓故障的发生。
（2）线索损伤
由于接触网覆冰而产生的线索舞动，容易导致线索的断股、磨损及断裂。在 大幅度的线索舞动过程中线索悬挂位置就会长生扭力，长时间摆动会使地位点处线索损伤。
（3）接触网部件受损
在发生线索舞动后，容易造成零部件螺栓松动、金具破损现象。线索的舞动 使得支持、连接的金具发生剧烈的振动、扭曲，造成零部件的“内伤”，间接出现部件脱落、损坏，设备故障。
例如：接触网设备一旦覆冰即存在舞动隐患。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2003年2月9日20：43至10
日12：22，京广线许昌-孟庙段、孟宝线孟庙-平顶山东区段接触网设备发生了我国电气化铁道历史上罕见的舞动现象，造成接触网设备大量损坏。此次事故中断京广线行车上行4h49min、下行8h34min、孟宝线14h。由于正处于春运期间，给繁忙的春运工作带来了巨大的压力。
3.采取的相应对策和措施
牵引供电设备维护管理单位，应以“预防为主”的原则，从加强设备巡检力 度，增强设备抵抗恶劣气候的能力，合理组织人员机具及时有效的处理接触网设备覆冰问题，以下分别从除冰技术方法、导线舞动的基本防护对策和人员、机具组织方面进行阐述，采取相应的措施，减小因覆冰对接触网设备造成的危害。
（1）除冰技术方法：
①机械破冰方法:对结冰较厚并导致受电弓无法取流的区段，采用打冰车和 人工除冰相结合的方法，进行打冰工作。人工除冰时，用铲刀、木锤等工具刮除冰快，不可敲打接触线，避免接触线产生硬弯。
②热力融冰方法是提高线路中通过的电流，利用焦尔效应来加热导线，一种 是短路电流融冰法。另一种是接触线中预埋加热电阻丝融冰（设计时考虑）。
③自然脱冰方法是无需外界加入能量，是零能耗脱冰方法，例如阵风、引力、 太阳辐射、温度变化等都可能引发导线脱冰，只是这种脱冰方法可遇而不可求，完全是自然力作用的结果。然而，通过在导线上加装某种装置（如平衡重块、抑冰环等）可以使导线引发自然脱冰。
（2）导线舞动的基本防护对策：
虽然导线舞动机理迄今还没有完全弄清楚，但根据已知的形成舞动的主要因 素和在现浅谈接触网线索覆冰预防措施场的实验探索，对导线覆冰引发的舞动的防止对策大致分类如下：①预先排除发生舞动的外因（如选择不利于形成覆冰的路径，大电流融冰，使用低居里点合金作融冰套管防止导线覆冰）。
②减少舞动造成的危害（如加固线索悬挂点）。
③采用机械方法减轻或防止舞动（如安装增加导线阻力的器件，由阻力垂直 分量抑制升力）。
④改变导线空气动力特性防舞（使导线沿档距改变其覆冰后的空气动力截面，产生各自不同的空气动力效应，相互干扰抑制舞动）。
（3）电化区段因冻雨、降雪造成接触网结冰、供电中断时。通过人员、机具组织方面最大限度的减少由于接触网覆冰造成的危害：
①机务系统安排电力机车在有电区段担当牵引，内燃机车在无（停）电区段 担当牵引，并在发生故障时，实施互救；在供电不稳定区段安排电力机车、内燃机车共同担当牵引，优先保证受灾区段的旅客列车和重点列车运行。因覆冰影响导致受电弓无法正常取流的区段，要求电力机车上安装硬度较高的铜基粉末冶金滑板，保持电力机车开行密度，利用电弧熔化接触线上的薄冰。同时将受电弓静态压力调到上限。
②供电部门、设备管理单位a组织员工不间断地巡视设备，明确轨道车、 梯车备用，确保接触网贯通线等设备工作正常。对结冰较厚并导致受电弓无法取流的区段，采用人工除冰。每工区至少配备15支打冰杆及一定数量铲刀、木锤等（每车不少于3个），用于对接触网上较大冰凌的人工处理。供电工区（车间）现场派驻人员观察列车通过覆冰区段时，受电弓的拉弧情况。b出现接触网舞动现象时，接触网上下晃动量为200～300mm或左右晃动量为 100～150mm，采取电力机车限速（45Km/h）通过晃动区断，并观察弓网运 行情况。接触网晃动，导致接触网已有明显缺陷，无法保证受电弓安全运行时，应停电、果断采取禁止电力机车通过并做好处理缺陷的措施。c根据现场覆冰、拉弧情况，设置电力机车限速条件（一般电力机车走行速度不超过60公里/小时），遇有牵引变电所出现反复跳闸（如比率差动保护动作）的特殊现象时，可先撤除差动保护。
结束语
只有不断研究悬链线冰原因和相关因素,通过改变悬链线和预防措施,旨在减少冰悬链线的危险,因此减少了接触线设备冰对电源的影响交通安全。同时建立了一个科学和严格的防冰除冰程序和标准,悬链线防冰除冰工作具有十分重要的意义。为此,我们将继续深入探索和研究悬链线冰。
参考文献
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论文作者:高玉虎
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/19
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