电气化铁路接触网绝缘性能的实践研究

李丽红,石白云

（1.大同煤矿集团矿山铁路分公司，山西大同037003；2.山西大同大学煤炭工程学院，山西大同037003）

接触网是电气化铁路的主要供电装置,其功能是将牵引变电所输出的电能传输到电力机车上,实现电力机车的正常运行[1],如图1所示。

图1 接触网功能示意图

由于接触网是沿铁路线上空架设的,而且是一种无备用的户外输电装置。因此,经常要受到自然环境和工业环境下的雨、雪、风、粉尘、污物、水汽以及冰冻等恶劣气候与恶劣环境变化的影响,一旦受损将会中断供电,给铁路运输生产带来重大损失。

1 四台沟电气化铁路110 kv牵引变电所及接触网设备污染受损情况

位于山西省大同市西南的四台沟电气化铁路110 kv牵引变电所及接触网是大秦电气化铁路的配套工程,是同煤集团公司煤炭外运大动脉上的关键节点之一。但由于其特殊的装车方式,使定量斗装车点附近的接触网设备受到了严重的污染。尤其是进入冬季,防冻液与煤尘的混合物经常被溅到装车点附近的铁路接触网设备上,大大降低了接触网设备的绝缘性能,导致绝缘子经常产生闪络放电现象,造成接地跳闸事故,中断电气化铁路供电,严重制约着煤炭外运的顺利进行。四台沟电气化铁路110 kv变电所及接触网2005年12月～2006年11月跳闸统计，见表1。

从表1可以看出,因定量斗装车点绝缘子污染击穿而引起变电所224＃开关跳闸44次;225＃开关跳闸35次。据统计2006年由跳闸断电造成的中断供电及行车累计达70 h,间接经济损失按铁道部非主要干线影响行车500元/分钟计算[2],损失达210万元;同时,由于重污染区接触网绝缘性能下降造成的供电装置与部件的损坏,如分段绝缘器、悬式绝缘子、棒式绝缘子、立式绝缘子、牵引变电所真空断路器、继电保护设备等等,其直接经济损失达40余万元。

表1 2005年12月～2006年11月跳闸统计表*

2 提高接触网设备绝缘性能的技改方案[3]

针对上述情况,我们从2006年起就致力于此项研究,对定量斗装车点附近的接触网支持装置、定位装置、软横跨等设备持续不断地进行技术改造,并通过多次实践验证,供电效果良好。

1）技改方案I:针对定量斗装车点附近的软横跨绝缘子经常被污染的现状,在横向承力索和上部固定绳之间的直吊线上安装一片悬式绝缘子,以增加横向承力索与上部固定绳之间的整体绝缘性能,见图2。

2）技改方案Ⅱ:将上下部固定绳原有的3片绝缘子增加到4片,使绝缘子的泄露距离由原来的900 mm增加到1 200 mm,以此来提高软横跨上下部固定绳的整体绝缘性能,见图3。

3）技改方案Ⅲ:在定位器中间增加一个防污型硅橡胶绝缘子,增强定位装置的整体绝缘性能,使原定位器变为绝缘定位器,起到双重绝缘功效,见图4。

4）技改方案Ⅳ:针对支持装置的棒式绝缘子经常被污染的现状,在平腕臂和单耳腕臂上各增加一个400 mm的绝缘棒,以提高支持装置的整体绝缘性能,见图5。

5）技改方案Ⅴ:在各矿定量漏斗装车点接触网导入装置的T型梁前500 mm导线处增加1组长约1 m的绝缘件,并在绝缘件上方的承力索增加5片悬式绝缘子,这样使导入装置的T型梁与斜拉绝缘子成为无电区,使原有的定量斗无电区由15.2 m加长到20.2 m,但仍能保证电力机车在定量斗装车点铁路线路坡度不同的情况下安全平稳牵引通过。

3 实践成果和经济效益

技改后,定量斗装车点附近的接触网供电设备的绝缘性能得到了有效提高,因重污区接触网设备绝缘性能下降造成的故障跳闸由2006年的79次降为2009年的3次,见表2。由此可以看出,技改后接触网供电设备的绝缘性能已达到了预期的效果,但在实际工作中,还要抓好日常的清扫和检修工作,合理利用“天窗”作业点,这样才有可能大大降低重污区接触网设备引起的供电跳闸故障,确保铁路高效、安全不间断地供电,延长供电设备的使用寿命,减少维修材料费用、人员抢修费用的投入。

表2 技改前后效果比较表

4 结束语

上述几项技改方案工艺简单,少投资小,施工周期短经济效果显著,有利于重污区接触网设备和有定量装车点的电气化铁路推广使用。

[1]李伟.接触网[M].北京:中国铁道出版社,2000.

[2]汪松滋.电气化铁道接触网事故与安全运行[M].北京:中国铁道出版社,1993.

[3]李宗文.接触网施工与检修[M].北京:中国铁道出版社,1996.