非主导电回路不畅引起的接触网故障分析及应对措施
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1非主导电回路概念的提出
在电气化铁路施工改造及运营中，我们习惯用主导电回路概念来解释电气方面的问题。通常所说的接触网主导电回路是由馈电线、隔离开关、开关引线、接触线、电连接器等组成的电气通路。牵引电流中大部分电流通过主导电回路中流过。主导电回路不畅会诱发接触网事故，这在实践中已多次得到证实。然而，在实际运行及施工改造实践中，我们常常会遇到下列现象：承力索与接触线之间环节吊弦被烧断；定位器与定位环绞接处被烧伤；软横跨下部固定绳在定位环线夹处被烧伤；承力索在钩头鞍子处被烧伤；交叉线索在交叉处被烧伤等等，程度深的还会引起弓网故障。所有这些现象如果简单分析为接触网主导电回路不畅，则未免过于简单，难以理解，有必要深究其更深层的原因。在这里，把承力索与接触线之间的吊弦中、定位器与定位环之间、软横跨上、下部固定绳、承力索与钩头鞍子的连接处、交叉线索之间等构成的回路统称为非主导电回路。下面笔者列举既有线接触网改造及运营实践中经历的几个典型的非主导电回路不畅引起零部件烧伤的案例并提出了应采取的相应措施。
2非主导电回路不畅引发烧伤的部位及采起的相应措施
2.1承力索与接触线之间环节吊弦被烧伤、烧断的情况
2007年5月15日，襄樊北枢纽直通场――马棚区间340#南第三根吊弦烧断引发弓网故障，刮坏受电弓，中断供电20分。事后分析，是由于主导电回路不畅，吊弦环流过大，电腐蚀加强，造成环节吊弦被烧断。针对这一情况，供电部门组织相关人员对该区段吊弦进行了全面检查，结果发现除吊弦环节间部分机械损伤外，电腐蚀情况非常普遍。为此，在该区段除更换大部分被烧蚀的吊弦外，后续主要考虑采起了以下一些措施：
1、在适当的位置加装承力索与接触线间的横向电连接，减少吊弦中的电流流过。
2、采用绝缘吊弦，隔断环流。
3、采用整体吊弦，疏通环流。
相对而言，笔者倾向于采用整体吊弦来解决环流烧伤吊弦的问题。
2.2定位器与定位环铰接处被烧伤、烧断的情况
2007年10月23日，班组夜巡中发现陈家湖站6道40＃定位环线夹处发红。初步断定为过流发热所致。24日上网检查发现定位器线夹及定位器钩都烧出豁口。随即我们组织相关人员到现场检查、分析原因，发现6道接触网为开口，II道、4道间有股道电连结，而与6道起主导电回路作用的只有6道北头的线岔电连结线，上行II、4道在40#附近有电力机车通过或遇有电力机车启动时，电力机车除从II、4道取流外，还有部分电流从6道取得。因6道在此处与II、4道间无股道间电连接线，这样6道的这部分电流必然大部分在40#处由定位器流向定位环线夹，再由定位环线夹流向下部固定绳直至流向电力机车，因定位器与定位环线夹间电气连接不良，从而导致此处过热发红。笔者认为在股道开口的地方加装股道间电连接线有利于减少流经定位环线夹和定位器钩间的环流，以达到防止定位环线夹和定位器烧蚀的目的。类似情况在腕臂柱中也存在，电流经腕臂、定位环再到定位器、定位环与定位器绞接处经常发生烧伤。原因就是因为在绞接处存在电位差产生电弧烧伤造成的。采取措施应该是在定位环与定位器之间加装等电位线。目前使用的限位定位器在定位环和定位器之间都有等电位线正是出于此种考虑。
2.3 交叉线线索烧伤、烧断的情况
2008年7月26日，襄胡线谷城车站II道下锚承力索与4道承力索在70#定位点南2米交叉接触处，承力索断线，造成京广上行停电55分钟。原因分析为两支承力索长期互磨和电化学腐蚀所至。笔者认为，这也是环流在线索之间流通的结果。当电力机车从II道取流时，除主要由II道接触网给机车供电外，4道也会给机车提供一部分电流，这样势必会在II道和4道线索之间产生环流，承力索在交叉处似接非接，从而造成交叉承力索之间既有环流流过又接触不好，导致电弧烧伤线索。笔者认为在采取防磨措施的同时应将两承力索等电位处理。
类似实例在实际运营过程中还有许多，就不再一一列举。笔者想强调的是，一、非主导电回路中的牵引环流客观存在；二、非主导电回路不畅对牵引供电设备的危害应引起足够重视。下面从施工、运营和设计的角度提出一些建议，供同仁参考。
3施工、运营单位应采取的措施
1、吊弦采用不绝缘的整体吊弦，疏通环流。
2、加强主导电回路的检查、检修，使流经接触网零部件的环流尽可能减小；必要时，增加电连结。
3、加强主导电回路的监控，采取粘贴测温片的措施，并将其纳入日常巡视、检查中。
4、应改进承力索与定位支撑装置联接方式，建议将既有钩头鞍子改为承力索支撑座形式。
5、车梯巡检时，可从笔者前面总结的几个部位加强检查，发现问题，及时采取相应措施。
4设计单位应考虑的措施
应充分考虑到牵引环流烧蚀的问题，并采取相应措施，力争使接触网设备结构更合理、适用。我个人认为应从以下几个方面予以考虑。
1、应考虑定位器与定位环之间的等电位措施。
2、站场股道间的电连接的位置应合理，数量应足够。特别是有股道开口的地方必须加装电连接线。
3、馈电线双股并联供电时，应在并钩处加装等电位线，防止或减少环流流经相关的受力部件。
4、在交叉线索处采取等电位措施应纳入设计考虑的范围。
5、应加强主导电回路电联结器的研究，探索出更合理的电气连接方式。
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