电气化铁路接触网软横跨定位器、悬吊滑轮电气烧损原因与对策

电气化铁路接触网软横跨定位器、悬吊滑轮电气烧损原因与对

策

甄德印

【摘要】This paper focuses on five failures of headspan suspension in overhead contact system due to dispersion of traction current of headspan suspension that burns down the steady arm and suspension pulley. By simulating the electric locomotive collecting current at different locations, these failures are analyzed to trace the causes for the dispersion according to the principle of electric circuit and the characteristics of each device. Countermeasures are formulated and implemented with good results. Comprehensive analysis of these five failures is conducted to find out the common causes and it is the insufficiency of the main circuit that proves to be the very cause for the failures. In order to solve this kind of problem, the author proposes the principle for inspecting the insufficiency of the main circuit, which may provide reference for designers and operators.%针对5起接触网软横跨牵引电流分流烧损定位器、悬吊滑轮故障进行分析研究.采用模拟电力机车在不同位置取流的方法,按照电路学原理,结合各自设备特性进行分析,找出各自产生分流的原因,并分别制定对策,实施后均收到良好效果.将5起故障原因进行综合分析,找出共同的根源性原因,即主导电回路不完备.为了解决此类问题,提出一项校验主导电回路完备性的原则,供设计、运营人员参考使用.

【期刊名称】《铁道标准设计》

【年(卷),期】2017(061)006

【总页数】4页(P168-171)

【关键词】电气化铁路;接触网;软横跨;电气烧损;原因及对策;主导电回路;校验原则【作者】甄德印

【作者单位】中国铁路总公司,北京 100844

【正文语种】中文

【中图分类】U226.8

近年来,某铁路局管内发生多起站场软横跨零部件电气烧损故障,原因是主导电回路[1]不完备,通过增加股道电连接的措施,将问题较好解决。笔者查阅了现行接触网设计规范、验收标准、标准图等资料,发现此类设计问题并没有明显违反规范、标准之处,然而此类问题的确存在较大危害[2-4],反映出现行规范、标准不全面的问题。为此,有必要对该类问题进行分析,引起接触网设计[5]、运营维修人员的重视。

5起软横跨故障：一是京九线曹县站097-096号软横跨出现牵引电流分流,牵出线定位器烧损脱落(图1、图2)；二是菏泽站301-302号软横跨电厂专用线定位器烧损脱落(图3)；三是菏泽站058-083号软横跨牵出线定位器烧损脱落；四是菏泽站58-83号软横跨Ⅲ道悬吊滑轮烧损脱落(图4、图5)；五是菏泽站301-302号软横跨新兖下行线悬吊滑轮烧损脱落(图6)。针对几起设备故障分析如下。

1.1 曹县站097号-096号软横跨定位器烧损脱落

1.1.1 设备状况

图7为曹县站接触网供电分段示意图,接触网供电方向如箭头所示,097-096号软横跨为来电方向悬挂Ⅰ道接触网与牵出线接触网的第一组软横跨,6-8号线岔间接触网渡线是来电方向连通Ⅰ道接触网与牵出线接触网的第一条主导电通路,6号线岔距离097-096号软横跨217 m。

1.1.2 故障分析

(1)电力机车在8号道岔外侧牵出线取流时(图7),主要主导电回路为：Ⅰ道接触网—(6-8号)线岔间接触网渡线—牵出线接触网—电力机车。根据电路学[6-7]原理

可知,牵引电流通过此主导电回路时,这段接触网的阻抗会产生电压降[8],造成097-096号软横跨处牵出线接触网电压比Ⅰ道接触网电压低,电压差使软横跨产生分流,

如图7虚线所示。当电力机车运行到097-096号软横跨处时,分流回路最短约6 m,而主导电回路自097-096号软横跨处“绕”到电力机车约430 m,按照“电流走近路”原理(其实也是电位差产生电流原理)可知,此时分流最严重。分流通过软横跨上、下部固定绳从Ⅰ道接触网流到牵出线接触网,其中,下部固定绳的分流走向是：Ⅰ道

接触线→Ⅰ道定位器→下部固定绳→牵出线定位环、定位器→牵出线接触线。定位环与定位器挂钩为铰接而非电气连接(如图2、3),接触线振动[9]时,定位器会以定位环为轴心转动,此点成为集中电阻点,电流在此处会产生大量热能,导致定位器挂钩、定位环逐渐被烧损。

(2)电力机车在3道、5道及8-18号道岔间的牵出线取流时,097-096号软横跨均

会产生牵引电流分流,下面以电力机车在3道为例进行分析。如图8所示,主要主导电回路有,回路1：Ⅰ道接触网—(6-8号)线岔间接触网渡线—牵出线接触网—3道接触网-电力机车；回路2：Ⅰ道接触网—(10-12号)线岔间接触网渡线—牵出线

接触网—3道接触网-电力机车；回路3：Ⅰ道接触网—Ⅰ、3间道股道电连接—3道接触网-电力机车。

回路1中,8号线岔距离097-096号软横跨237m,牵引电流流经这段接触网后,接

触网阻抗引起电压降,造成097-096号软横跨处牵出线接触网电压比Ⅰ道接触网电压低,电压差使软横跨产生分流,如图8虚线所示。其他软横跨也会有分流通过,但097-096号软横跨是Ⅰ道接触网来电方向距离8号线岔最远的软横跨,由电工学知识可知,该处电位差最大,分流最大。如前所述,软横跨分流会逐渐烧损定位器挂钩及