接触网烧伤故障原因分析及预防

余学林 上海铁路局合肥供电段

随着我国电气化的不断发展，运行速度提高和电力机车运行密度的增加，接触网设备的电气烧伤现象已越来越突出。而且由于接触网设备的电气烧伤在事前不易被发现，极易造成接触网中断供电，影响行车，给铁路运营造成巨大损失。因此，防止接触网设备发生电气烧伤故障已成为供电段确保供电安全的一个重要课题。

1 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。

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。

2 接触网短路引发烧伤

变电所馈线跳闸绝大多数都是由接触网短路引起。构成接触网短路的原因主要有：

(1)异物落在接触网上造成线索烧伤。如风筝、建筑垃圾、树枝、附近彩钢瓦等受恶劣天气影响，刮到接触网上造成短路。

(2)施工原因造成接触网烧伤。上跨桥施工临时电线电缆、工器具、材料等脱落造成短路；施工水泥浇筑漏浆、排水等造成短路。

(3)电力机车支持绝缘子、电压互感器等击穿或爆炸。电力机车内部故障以及误操作造成接触网对电力机车、大地短路。

(4)弓网故障造成接触网上某部件打坏或脱落，会造成接触网对机车车辆短路放电。

(5)上跨桥直接落水。隧道结冰、漏水以及遮导板脱落造成接触网对隧道拱项或隧道壁放电。

(6)货物列车装载不良直接短接接触网或刮起接触网地线搭网短路。列车货物超高到一定限度即对导线的距离小于规定值350 mm时，在运行中因振动等到原因，引起接触线对列车货物之间放电，烧伤接触网设备；货物列车装载不良，绑绳刮起地线搭网构成短路。

(7)附加导线对地距离不够、接触网设备对地距离不够造成附加导线、接触网设备对地放电以及附加导线（正馈线）跨越接触网放电。

(8)绝缘子等绝缘器件闪络或绝缘子、分段绝缘器、避雷器等击穿造成接触网对地短路放电或死接地。合武线2009年初接管运营时，发生多次过电压，致使避雷器击穿绝缘损坏，造成接触网死接地，引起接触网故障跳闸停电。

(9)误送电、误停电、电力机车误闯无电区，造成接触网死接地，烧伤接触网。2009年12月20日，京九线原阜阳机务段001#电力机车由阜阳北一场进入机6线。由于中铁电化局在机务段停电处理设备故障，电力机车通过分段时，将电带入无电区，造成分段绝缘器、接地线、腕臂烧伤。

(10)树木侵限、鸟兽短接、鸟巢或自然灾害等造成接触网短路接地。2009年3月13日，合宁线210供电单元停电，造成D491次动车停于合肥-罗岗间新客下行线K6+060处。经检查发现肥东站004#支柱隔离开关支架上有鸟巢，当时下雨，导致平腕臂绝缘子绝缘距离不足，电流通过潮湿鸟巢发生接地引起跳闸，隔离开关支柱瓷瓶有明显的放电痕迹。

3 接触网设计、施工、运营原因，导致接触网烧伤

(1)接触网设计时远期考虑不足，接触网线径预留不足。由于运能的大幅提升，大功率电力机车密集开行，线索满负荷运行，线索"不堪重负"进而频繁引发接触网设备的电气烧伤。

(2)设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而由于某些条件的巧合通过了全部或部分牵引电流。立体交叉的线索、线索与支持装置之间发生电弧放电现象。两端属同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差。由于这些地方没有接入保证牵引电流(或其分流)通过的必要的电气连接，所以引起了接触网设备的电气烧伤。

(3)在接触网施工时未能严格执行有关标准，导致不同电位线索间电气安全距离不足，未加装电连接线，在电力机车通过时由于线索抬升，导致安全距离严重不足，导致线索间放电灼伤。

(4)现行的铁路接触网检修规程中对电气连接的电气标准没有明确的量化指标，使得供电部门在具体检修时"无章可循"。

(5)对电气连接缺乏行之有效的检测方法和手段。在具体检修中多是做些外观检查，容易造成对故障隐患的疏漏。

(6)接触网供电检修部门存在对"涂油"的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，接触网检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。

4 常见接触网烧伤故障的预防

接触网设备状态不良、弓网配合不好、外来伤害、维护不到位等原因，均可造成接触网烧伤。但从上面的分析原因看，接触网设备状态不良是造成接触网烧伤的最主要的因素。预防接触网烧伤要从设计、施工阶段就要进行预防，设备投入运行以后供电段更要加大日常的维护手段，提高设备质量，减少烧伤故障发生。

4.1 接触网设计部门对烧伤事故的预防

(1)设计部门应认真执行《牵引供电设计规范》，合理布置接触网结构，精心选择接触网主导电回路设备和零件，保证设计运量的要求，又要留有足够的储备能力，充分考虑铁路重载、提速的发展方向。

(2)大修设计，要充分听取运营部门的意见，认真开展修前设备调查和技术鉴定，制订切实可行的大修技术条件，使大修后的设备能完全适应铁路发展的需求。

(3)在既有线改造设计中对既有的一些载流量偏小的线索应及时进行技术改造。

4.2 施工部门对烧伤事故的预防

(1)接触网施工单位应认真执行《牵引供电施工规范》，按照批准的施工图设计文件精心施工。如确需变更应按《铁路基本建设变更设计管理办法》，采用的设备和零部件应符合现行的国家标准、行业标准或企业标准的规定，并有合格证件，严把设备质量关。例如，京九线电化验收时，发现电连接线与接触线和承力索连接是采用压接，而不是采用传统线夹连接。由于压力使用不当（应为400～450 N，施工采用 600～700 N）、使用方法不当造成伤及本线，出现过断网现象。由此可见施工质量，对今后运行安全的重要性。

(2)接触网施工单位应建立健全施工技术管理制度，实行全面质量管理，执行工艺操作规程，认真编制实施性施工组织设计，做好工程质量检验工作。

4.3 运营部门对烧伤事故的预防

(1)定期对接触网设备进行巡检，清理接触网设备运行外部环境。将测温贴片贴在锚段关节、电连接器等有关部位，利用其色彩随温升而变化的特性来监测电气连接的性能和状态；加强夜间巡视工作，以便及时发现电气烧伤问题；对铁路周边距接触网过近的侵限树木、草藤等及时进行砍伐；对接触网支柱上的鸟巢及时进行清除；对加固隧道拱顶的导水管、遮导板(遮引隧道漏水)、吊柱随时检查，以防脱落；对跨接触网的供电线以及地方架设的电力线路经常性地检查整治，防止脱落造成短路或驰度随温度变化改变造成放电拉弧短路。

(2)尽可能地增强主导电回路的通道，使横向电连接器的间距减至100 m；隔离开关、吸流变压器等引线安装为双引线；可在一些影响主导电回路过流的瓶颈区段和薄弱地方加装电连接线。如在中心锚结的两侧各加装一组电连接，可有效防止中锚或中锚处吊弦的烧伤；在车站两股道间承力索交叉处加装一组短接线，可防止承力索间间接放电烧伤。

(3)缩短电连接器的检修周期，同时优化检修计划，对电连接线夹进行打开检查(如每隔3年)，打磨跨接触网的施工，供电部门要细化安全监督防护措施，定人、定次、定量、定时、留有记录强化巡视检查，危险施工段派人现场盯守，确保施工在受控状态下。氧化层、涂导电膏。电连接线夹内部的烧伤很难发现，可定期对馈线上网点、GK隔离开关触头、锚段关节处的电连接线夹等进行解体检查。对松动的螺栓进行紧固；导电面氧化的进行除垢、打磨、涂导电膏；连接零件内部烧伤严重的及时进行更换，保证各部电气连接部件经常处于良好状态。

(4)对上跨桥、上跨接触网的施工，定期进行巡视检查。对上跨桥上的附属物和临时施工电线电缆等定期巡视；要同产权单位建立联系，签订安全协议，建立联系方式，并在这些地方设立警示牌。上

5 结束语

随着铁路跨越式发展不断深入，电气化铁路铁路占运营铁路的比例将不断增加。减少接触网烧伤故障，减少对铁路正常运输的影响是作为供电人的责任。我们只有在工作中不断的总结经验，不断提升设计、施工和运营水平，采用可靠的供电设备，先进的施工工艺，智能化的监控手段，早预防早发现早整治，就一定能够克服接触网电气烧伤问题，确保电气化铁道的供电运行安全。