接触网断线分析及预防措施

王超

（天津供电段  天津30000）

摘要：接触网是电气化铁道的重要组成部分，沿铁路线架设没有备用,结构复杂，技术要求高，一但发生事故将造成运输中断。本文对2017年发生在京津联络线的一起接触网断线故障的原因进行了深入的分析，找出的事故原因，提出了解决办法及措施。为确保供电设备安全运行，预防断线事故保障运输安全具有重要意义。

关键词：接触网 五跨 锚段  断线  分析

                    Analysis of Catenary Breaks and Preventive Measures

Abstract: The contact net is an important part of the electrified railway. There is no spare along the railway line, the structure is complex, and the technical requirements are high. Once an accident occurs, the transportation will be interrupted. This paper makes an in-depth analysis of the causes of a disconnected network fault in the Beijing-Tianjin line of communication in 2017, and finds out the cause of the accident and proposes solutions and measures. In order to ensure the safe operation of power supply equipment, it is of great significance to prevent the disconnection accident and ensure the safety of transportation。

Keywords: catenary network five-span anchor segment disconnection analysis。

1、问题的提出

1.1接触网供电设备状况

北京南至天津西间京津联络线下行接触网在X136#至X131#接触网支柱间（K113+246m）处设置五跨绝缘锚段关节，在此关节的一侧由曹庄AT所273#馈线供电，另一侧由曹庄分区兼开闭所242#馈线供电，两条馈线为同相电。273#馈线供电臂范围由联络线下行K110+927至K113+246，供电臂范围内有接触悬挂2.75条公里。242#馈线供电臂范围包含四部分：（1）客运专线上行分相K10+492m至上行K0+128m；（2）车站XXV、26道；（3）动车走C线K0+000m-K0+695m；（4）联络下行K113＋246m～K117+355m。该供电臂范围内有接触悬挂20.164 条公里。

其接触网供电示意图见图1：

图1：接触网供电示意图

1.2故障过程

1.2.1.跳闸情况

2017年1月17日14时26分53秒118毫秒，曹庄AT所273#馈线跳闸，重合失败，阻抗保护动作，电压4.09kV，电流5422A，故标显示距离AT所2.32km，阻抗角60.0°。

2017年1月17日14时26分52秒659毫秒，曹庄分区兼开闭所242#馈线跳闸，电流速断保护动作，重合失败。电压2.16kV，电流1878.73A，故标显示距离开闭所2.41km，阻抗角44°。

1.2.2.拉弧瞬间馈线电流情况

14:26:30  273#馈线277A，242#馈线302A；

14:26:35  273#馈线129A，242#馈线455A。

1.2.3.燃弧情况

14：26：29，重联动车组运行在联络线下行线273#馈线上，242#馈线上有长编动车组在车站25道、短编动车组在客运专线上行运行。

14：26：30，重联动车组前车受电弓运行至五跨绝缘锚段关节134#-133#第2、3吊弦之间时，受电弓在正常抬升力作用下，同时接触绝缘锚段关节273#、242#馈线的接触线，此时，两条馈线负荷不平衡，电流从一条接触线经受电弓流向另外一条接触线，造成受电弓与接触线间拉弧。

14：26：35，重联动车组后车受电弓运行至五跨绝缘锚段关节134#-133#第2、3吊弦之间时，后车受电弓同时接触273#、242#馈线的接触线，此时，前车受电弓已进入242#馈线（同时，242#馈线上还有长编动车组、短编动车组另外两组动车），273#馈线仅有后车取流，加剧了受电弓与接触线间的拉弧，燃弧又连通了两条接触线，后车受电弓运行至五跨绝缘锚段关节134#-133#第4吊弦时，受电弓脱离273#馈线，进入242#馈线，273#、242#馈线负荷不平衡继续加剧，五跨绝缘锚段关节134#-133#间的燃弧继续燃烧，其拉弧现象见图2。

图2：现场受电弓拉弧图片

14时26分52秒，242#馈线接触线断线，其中一个断头悬空，一个断头接地导致跳闸。

2、原因分析

2.1接触网结构

此区段联络线接触网采用全补偿简单链型悬挂，接触线采用CTMH-150镁铜合金接触线，张力15kN，接触线悬挂点高度为5500mm，结构高度1400mm，供电方式为直接加回流供电方式。

2.2.锚段关节

2.2.1锚段概念

接触网分成若干一定长度且机械、电气上相互独立的分段，称为锚段。两个相邻锚段的衔接区段（重叠部分）称为锚段关节。锚段示意图见图3.

                                                           图3：锚段示意图

2.2.2锚段关节的作用

（1）实现接触网的机械和电气分段，以满足供电和受流需要；（2）使受电弓高速、平稳、安全地从一个锚段过渡到另一个锚段；（3）便于在接触网中安装必要的机电设备。

2.2.3锚段关节的分类

（1）按照作用分为：

非绝缘锚段关节——仅机械分段

绝缘锚段关节 ——机械、电气均分段

电分相锚段关节——电气分相

（2）按照作用分为：

二跨、三跨、四跨、五跨、七跨、九跨锚段关节

2.2.4绝缘五跨锚段关节现场的应用

受电弓在五跨绝缘锚段关节中接触两接触线是在两导线等高处，且导高又高出4Omm,在动态压力下受电弓接触两线时间短，接触压力小,保证机车高速通过关节时与一般区段的动态接触压力和弓网受流状态几乎没有差异，弓网受流质量良好，接触线使用寿命延长。

接触线断线位置为联络线下行五跨绝缘关节（下联-4锚段与下联-3锚段形成的锚段关节）两中心柱之间的4锚段，具体见图4。

图4：联络线断线位置示意图

2.3原因分析

由于联络线下行线的五跨绝缘锚段关节两侧的馈线负荷不平衡,动车组通过此处关节时，在受电弓正常抬升力的作用下，滑到两条馈线转换处（两中心柱之间的第2、3根吊弦之间），通过受电弓连通了两条馈线不平衡负荷电流，加剧了受电弓与接触线之间的拉弧、烧伤接触线，在补偿张力作用下，造成接触网断线。

3、防接触网断线的对策和措施

3.1抓好供电设备日常检测检修工作

加强对重点和关键设备的巡检力度，掌握设备的动态参数。做好接触网状态修车梯巡检工作，加强对设备运行内在质量的控制。通过车梯巡检，可以对接触网不易通过间接手段掌握设备运行状态的所有项目进行检查，如接触悬挂、 附加悬挂及支撑装置的内在质量检查。在巡检过程中对设备进行必要的防腐处理和零部件的紧固更换等，可以有效避免因锈蚀、设备脱落引发接触网断线事故。车梯巡检过程中要对线索磨耗、电连接线器状态、接触网跳闸烧伤情况进行检查， 根据检查情况采取相应措施。通过车梯巡检，还可以掌握接触线磨耗情况，对磨耗大成磨耗快的处所加强控制，避免因磨耗超限造成断线事故。

3.2消除机车不良对接触网状态的影响

大力减少因机车绝缘状态不良、机车短路等原因烧断接触线，加强机供联控反馈信息，使弓网配合关系良好，同时机车要加强机车受电弓状态管理及车顶绝缘子清扫，保证状态良好。尤其是在气温较低降雨、雪、雾等恶劣天气时， 机车检修部门必须做到入库机车车顶高压电器台台检查，保证受电弓状态良好，升弓压力符合规定要求，车顶绝缘子要及时擦拭清扫，保证各部清洁。有车顶绝缘检测装置的机车，出库前必须进行车顶绝缘检测试验， 防止“病弓”出库。

3.3 防止机械部件强度不足造成断线

(1)对各种线索交叉要根据不同情况采取相应措施，如加等位线、绝缘护套等，防止长期相互磨损造成机械损伤后形成断线。

(2)消除补偿装置的卡滞， 防止接触网受力不均匀， 使接触网或承力索断线。

(3)对重点设备接头处螺栓、 终端锚固线夹等受力部件紧固到位，防止松脱造成导线抽脱。螺栓紧固时应使用扭矩扳手按标准力矩紧固，避免过紧或未上紧现象。

(4)主导电回路加装测温片，加强对电气连接状态的控制。 接触网因电气连接不良造成的断线事故．均是线夹处发热引起线索机械强度下降造成的。可采用不可逆示温材料，对线夹进行温度的监测。示温材料在牵引供电主导电回路的电气连接线夹上。

3.4优化此区段供电方式，确保电压压差降到最低

此处联络线下行线，273#馈线供电臂仅2.75条公里，242#馈线供电臂20.164 条公里，两条馈线的负载严重不平衡。针对此事我们积极联系设计院对此供电方式进行分析及整改，临时闭合了此区段绝缘关节隔离开关，使两侧供电臂贯通供电，同时由同相电2条馈线同时供电，减少此区段压差，改善接触网中电流的分流情况，确保供电设备安全。

4、结束语

接触网断线事故，对电气化铁路正常行车构成严重威胁，为减少接触网断线事故，要不断提高接触网设备维修工艺和水平，加强应用先进的检测手段，最大限度减少断线事故，不断总结经验，提前消除隐患，提高接触网运行管理水平，确保运输安全。

【作者简介】

       王超，中国铁集团公司天津供电段 工程师 主要研究方向牵引供电。

       (此文章为原创，转载须白条通过)

编辑：中国电源产业网