電氣化鐵路牽引供電建議方案
目前，我國列車牽引方式有蒸汽機(jī)車牽引、內(nèi)燃機(jī)車牽引和電力機(jī)車三種，其中采用電力機(jī)車牽引列車的鐵路稱為電氣化鐵路。電力牽引具有馬力大，速度快、能耗低、效率高等特點(diǎn)，使用電力牽引的區(qū)段，運(yùn)輸能力明顯提高，運(yùn)輸成本大為降低，同時，機(jī)車性能、工作條件等較內(nèi)燃機(jī)車更好。是我國鐵路牽引動力今后的發(fā)展方向。電力機(jī)車的廣泛使用同時也使得在鐵路系統(tǒng)上的設(shè)備越來越多，這樣如何對電氣或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的檢測，就成為當(dāng)前的重要問題。
在鐵路電氣化接觸網(wǎng)設(shè)備的各類故障中，電氣燒傷故障因其事前難以發(fā)現(xiàn)而危害性又大，已越來越引起供電運(yùn)營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)設(shè)備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機(jī)械故障和電氣燒傷故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。在接觸網(wǎng)運(yùn)行了多年、牽引運(yùn)能不斷增加的情況下，設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已越來越突出，而且電氣燒傷問題在事前又不易于發(fā)現(xiàn)，危害性很大。因此，在預(yù)防和防治接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為供電運(yùn)營單位為確保供電安全的一個重要任務(wù)。
目前電氣化鐵路行業(yè)檢測手段：
接觸網(wǎng)是一種特殊的供電設(shè)備．由于其結(jié)構(gòu)和使用條件的特殊性，其故障也多種多樣。對其故障現(xiàn)象、原因和應(yīng)采取措施的研究有助于加強(qiáng)對其故障本源的認(rèn)識，不斷提高技術(shù)和檢測手段，目前在鐵路電氣化牽引電氣檢測方面主要以紅外線測溫為主，但這種檢測方式遇到的問題也非常多，給日常的檢測工作帶來了一定的不便。
電氣燒傷故障問題原因分析：
�、� 在電氣化設(shè)計(jì)中，雖對線路牽引運(yùn)能的增加裕量有所考慮，但隨著鐵路運(yùn)輸發(fā)展，現(xiàn)在牽引運(yùn)能的增加已超出了裕量。原采用的一些線索因持續(xù)載流量偏小而承受不了大電流的長期運(yùn)行，就發(fā)生了電氣燒傷。
② 接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路由饋電線、隔開、隔開引線、承力索、接觸線、電聯(lián)接器、吸變、吸變引線等組成。各部分間由各種線夾進(jìn)行連接，使這一回路沿鐵路延伸，滿足向電力機(jī)車供電的需要。主導(dǎo)電回路必須良好，才能保證電流的暢通；若存有缺陷，將引起局部載流過大、零部件分流嚴(yán)重，從而燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。
③ 電氣聯(lián)接部分因連接不良或長時間運(yùn)行松動等原因引起的電、化學(xué)腐蝕，造成主導(dǎo)電回路的截面（或當(dāng)量截面積）不足，電氣連接阻抗加大，從而導(dǎo)流不暢，燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。如：將承力索納入了電聯(lián)接器電氣導(dǎo)流的一部分；電聯(lián)接線夾大小槽裝反；線夾內(nèi)有雜物；設(shè)備線夾間非面面接觸等等。
連接線夾燒傷
④ 站場中的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在進(jìn)行電氣連接時，由于種種原因造成主導(dǎo)電回路不閉合、主導(dǎo)電通道迂回，引起分流嚴(yán)重而燒傷接觸網(wǎng)零部件。
⑤ 設(shè)計(jì)的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中某些不應(yīng)有電流通過的地方，而由于某些條件的巧合通過了全部或部分牽引電流。由于這些地方?jīng)]有保證牽引電流（或其分流）通過的必要的電氣連接，所以燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。
⑥ 立體交叉的線索、線索與支持裝置間，由于線路阻抗的不同而形成電壓差，在風(fēng)力、溫度變化、振動等因素的作用下，它們之間的距離不夠，造成放電現(xiàn)象，放電電弧燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。
⑦ 兩端屬同相而不同饋線供電的絕緣錨段關(guān)節(jié)、分段絕緣器，因供電臂的阻抗不同而形成電壓差，當(dāng)電力機(jī)車通過受電弓短接兩供電臂瞬間，在短接點(diǎn)處產(chǎn)生電弧，造成設(shè)備的燒傷。
⑧ 然而在施工時未嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致電聯(lián)接器的結(jié)線不正確、線夾安裝不標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)行的檢修規(guī)程中對電氣聯(lián)接的電氣標(biāo)準(zhǔn)沒有量化指標(biāo)，使得供電部門在具體檢修時“無章可循”。對電氣聯(lián)接缺乏行之有效的檢測方法和手段，在具體檢修中多是做些外觀上的檢查。工區(qū)存在“涂油”的認(rèn)識誤區(qū)。為防止設(shè)備檢修質(zhì)量驗(yàn)收時扣分，檢修人員在平時檢修時對接觸網(wǎng)設(shè)備抹涂大量的黃油，致使設(shè)備的內(nèi)部電氣燒傷缺陷不能及時地被發(fā)現(xiàn)。如：為防止電聯(lián)接散股扣分，在電聯(lián)接表面抹涂上一層厚厚的黃油。對設(shè)備的巡視特別是夜巡工作執(zhí)行不力。 短線點(diǎn)平面布置圖
各種電氣裝置如不提前預(yù)防事故的發(fā)生造成的后果：
① 電氣連接線夾發(fā)熱。原因是電聯(lián)結(jié)線夾未按規(guī)定安裝或在運(yùn)行過程中發(fā)生螺栓松動、電力復(fù)合脂老化等缺陷，使電聯(lián)結(jié)處接觸電阻增加進(jìn)而發(fā)熱量增加，使線夾發(fā)熱而燒傷線索，嚴(yán)重情況下燒斷線索。
② 線索(接觸線、承力索、供電線、回流線、吸上線)自電氣接續(xù)部分?jǐn)喙苫驍嚅_。
原因是站場股道電聯(lián)結(jié)設(shè)置位置或數(shù)量不合理，使股道間接觸懸掛在機(jī)車取流的情況下產(chǎn)生較大的壓差，接觸懸掛在軟橫跨上產(chǎn)生環(huán)流，從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生拉放電傷現(xiàn)象。
③ 設(shè)備線夾、接頭線夾、吸上線與軛流圈連接處燒傷。軟橫跨環(huán)流造成承力索懸吊滑輪處或定位器根部定位鉤處燒傷。原因是不同懸掛問非穩(wěn)定性接觸也會造成線索問放電：當(dāng)2不同懸掛立體交叉時．如果2支懸掛均為載流懸掛．當(dāng)其中1支有大負(fù)荷電流時，根據(jù)潮流計(jì)算可知，在2懸掛問會形成電位差，此時如果2懸掛問存在非穩(wěn)定性接觸，則在2懸掛問就會產(chǎn)生過渡電弧進(jìn)而燒傷線索。此種情況一般發(fā)生在站場交叉承力索問和非支接觸線與工支定位管問。
④ 通過以上故障原因分析接觸網(wǎng)既然是機(jī)、電合一的特殊供電設(shè)備，因此在運(yùn)行過程中不可避免發(fā)生電氣方面的問題。電氣方面故障雖數(shù)量不多，但一旦發(fā)生，則會造成嚴(yán)重影響，甚至造成塌網(wǎng)、斷線故障。
紅外線測溫在檢測牽引供電中遇到的問題是：
①在檢測變電所開關(guān)柜內(nèi)部觸頭部位的時候必須要把開關(guān)柜的門打開才能檢測，否則是無法完成檢測工作的。
② 在檢測接觸網(wǎng)電氣連接部位的時候，需點(diǎn)對點(diǎn)進(jìn)行檢測，這樣非常消耗時間，根據(jù)天氣溫度的變化檢測結(jié)果容易出現(xiàn)誤差。
②一些專業(yè)用戶還提出紅外線測溫儀在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)精度不高、反應(yīng)速度慢、重復(fù)率低、遠(yuǎn)距離光斑瞄準(zhǔn)困難等等。
從以上3點(diǎn)可以看出紅外線測溫技術(shù)針對電氣連接部位過熱的檢測能起到一定的作用，但對這些部位松動早期也就是溫度發(fā)生前是無法檢測的，所以還要配合其他高科技檢測產(chǎn)品來完成，比如超聲波檢測儀就可以在連接部位發(fā)生松動的初期但這時候還沒有溫度產(chǎn)生，就能檢測到因松動發(fā)出來的超聲波。
分段絕緣器
超聲波工作原理：
超聲波是聲波大家族中的一員。
超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的,其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5MHz之間，常用為3∽3.5MHz（每秒振動1次為1Hz，1MHz=106Hz,即每秒振動100萬次，可聞波的頻率在16－20，000HZ 之間）。
美國UE公司簡介：
UE 公司出品的最出名的產(chǎn)品—即超聲波檢測儀器，其設(shè)計(jì)輕巧方便攜帶，可隨時用來作泄露檢測，機(jī)械分析以及電氣連接部位檢查，廣泛應(yīng)用于能源保護(hù)，預(yù)防保養(yǎng)，質(zhì)量與安全保障系統(tǒng)等領(lǐng)域，提高了成千上萬家大大小小的公司的生產(chǎn)能力。
自1973年UE 公司成立以來，其機(jī)載超聲波方面的領(lǐng)先技術(shù)在就在世界范圍得到了認(rèn)同，而UE公司也通過其經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練、精通技術(shù)的國際銷售代理為世界提供產(chǎn)品和服務(wù)。
UE公司產(chǎn)品的典型應(yīng)用包括：泄露檢測；真空與壓縮，包括船駁上的壓縮空氣泄露， 艙口和艙壁泄露；小汽車和卡車玻璃窗的隔音與漏水檢測；飛機(jī)機(jī)艙的壓力泄露檢測。通過檢測到的放電如電暈放電，電�。娀鸹ǎ┓烹姷葋泶_認(rèn)電氣連接部位的運(yùn)行狀態(tài)。
UE 公司的超聲波檢測系列儀器已經(jīng)被默認(rèn)為機(jī)載超聲波檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)，這些幾乎是萬能的儀器是當(dāng)今世界上最暢銷最被廣泛接受的，代表了高品質(zhì)與超性能。最新的一款數(shù)字型的Ultraprobe 10,000 是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的超聲波檢測系統(tǒng)，也是唯一一款帶數(shù)據(jù)管理、光譜分析軟件提供時時錄音與數(shù)據(jù)記錄的功能的系統(tǒng)，使檢測者能簡單快速的報告分析與預(yù)測的結(jié)果。
UE系統(tǒng)的其它部門還有：UE培訓(xùn)系統(tǒng)，其提供世界一流并被認(rèn)可的機(jī)載超聲波課程；UE的服務(wù)合作伙伴，是高質(zhì)量檢測服務(wù)的提供者。
UE10000 超聲波檢測儀：
Ultraprobe 10,000是個非常有用的超聲波檢測工具。它涵蓋了一個非常廣泛的設(shè)備操作范圍，但是足夠簡單，以至于很多行業(yè)都愿意用這些工具來檢測電氣方面的問題，因?yàn)橹恍枰唵蔚南嚓P(guān)培訓(xùn)就可以熟練操作了。輕便靈巧。這些設(shè)備可以用作檢測各種電氣設(shè)備、絕緣件、電纜連接部位、接觸網(wǎng)連接線夾等，能起到早期預(yù)防事故發(fā)生的效果。
超聲波和紅外線同時對電氣化鐵路接觸網(wǎng)的消弧分段絕緣器、分相絕緣器、隔離開關(guān)、雙耳楔型線夾、接觸線點(diǎn)連接線夾、限位定位裝置等做了現(xiàn)場檢測紅外線測溫儀只測到隔離開關(guān)觸頭部位有不正常溫度其他基本都在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，超聲波在電連接線夾、隔離開關(guān)、限位定位裝置都接收到不同的超聲波。從上面的對比檢測不難看出超聲波能在紅外線測溫儀檢測出來溫度之前就能檢測到因絕緣損壞和松動產(chǎn)生的超聲波信號。
好的檢測手段和設(shè)備能起到故障早期預(yù)防和發(fā)生：
2003 年－ 2004 年全國牽引供電系統(tǒng)事故分析和解決方案：
2003 年 電氣化鐵路因?yàn)樽冸娝收纤鶎?dǎo)致系統(tǒng)停電次數(shù)累計(jì)41次，停電1986分鐘，停電平均時間為82分鐘。2004年因?yàn)樽冸娝收贤ｋ姶螖?shù)為32件，停電902分鐘，故障平均停電時間為68分鐘，波及面和損失非常大。
針對牽引變電所的故障分析，可以采取以下措施來提高其供電可靠度：
① 采用超聲波檢測儀器，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。認(rèn)真做好日常運(yùn)行維護(hù)工作，提高設(shè)備健康水平，運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視維護(hù)質(zhì)量，可以及時發(fā)現(xiàn)或消除設(shè)備隱患，提高供電可靠性。
② 全方位配合開展設(shè)備狀態(tài)檢修，利用絕緣在線監(jiān)測、帶電測試和超聲波檢測儀監(jiān)測發(fā)熱點(diǎn)等措施，加強(qiáng)對設(shè)備的監(jiān)測工作。
2004 年 因接觸網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障340件，累計(jì)停電31148分鐘，故障平均停電時間為92分鐘，占牽引供電系統(tǒng)故障的 91％；2004年因接觸網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障停電274件，累計(jì)停電25160分鐘，故障平均停電時間為92分鐘，占牽引供電系統(tǒng)故障的95％。波及面和損失非常大。
針對接觸網(wǎng)的故障分析，可以采取以下措施來提高其供電可靠度：
① 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如風(fēng)速選值，最大受風(fēng)偏移量，接觸網(wǎng)最大跨距，錨段長度，下錨偏角，設(shè)計(jì)拉出值等技術(shù)參數(shù)都需要認(rèn)真研究。
② 選用耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)材料，采用表層防腐處理，定期清掃接觸網(wǎng)。
③ 有計(jì)劃地對接觸網(wǎng)上的各個連接部位及線夾進(jìn)行有效的實(shí)時監(jiān)控，利用超聲波檢測儀及時發(fā)現(xiàn)線夾松動和絕緣損壞的早期放電現(xiàn)象，起到預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。
超聲波在國內(nèi)外針對電氣化牽引供電現(xiàn)場檢測中檢測出來的問題：
① UE超聲波檢測儀在中鐵電氣化運(yùn)營公司濟(jì)南維管段變電所高壓室對饋線母排進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)因松動發(fā)出的超聲波，運(yùn)行工人利用絕緣棒對松動的母排進(jìn)行擠壓，超聲波信號消失，下來對松動部位進(jìn)行加墊片緊固后超聲波信號完全消失。
② UE超聲波檢測儀在中鐵電氣化運(yùn)營公司南昌維管段對變電所――接觸網(wǎng)之間的饋電線連接部位進(jìn)行了檢測，利用儀器的調(diào)節(jié)旋鈕把設(shè)備周圍的電磁場聲音屏蔽后，能清晰的聽到連接部位因松動發(fā)出的連續(xù)放電聲音，要求運(yùn)行人員到檢修時間著重對此部位進(jìn)行檢修。
③ UE超聲波檢測儀在廣鐵廣深線上深圳北站場附近30處連接線夾進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)4出因松動和2處因絕緣子損壞發(fā)出的放電超聲波信號，關(guān)人員對檢測發(fā)現(xiàn)的問題馬上進(jìn)行了緊固和更換處理。
④ UE超聲波在中鐵電氣化運(yùn)營公司秦沈維管段220KV變電站高壓室現(xiàn)場檢測中，發(fā)現(xiàn)穿墻套管有異常聲音，輸電線絕緣子串有因機(jī)械松動發(fā)出的
電暈聲音。
⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩（國外案列）
結(jié)束語：
電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)線路是在力與電的雙重作用下工作的，機(jī)械故障和電氣燒故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于各種原因，電氣化線路已經(jīng)多次出現(xiàn)吊弦、電聯(lián)結(jié)、接觸線、承力索等電氣燒傷。因燒傷后不易發(fā)現(xiàn)，燒傷部位長期通電運(yùn)行，最終導(dǎo)致燒傷部分超限，從而引起接觸網(wǎng)斷線等事故發(fā)生。因此，如何防治接觸網(wǎng)設(shè)備電氣燒傷是關(guān)系電氣化鐵路正常運(yùn)營的一個重要課題。
加強(qiáng)檢查和處理 建立檢查與檢修相互制約機(jī)制，落實(shí)狀態(tài)修中的檢查要求，通過檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，及時檢修處理。可使用超聲波檢測儀對錨段關(guān)節(jié)、電聯(lián)接器等有關(guān)部位，利用超聲波高頻短波的特性，監(jiān)測電氣聯(lián)接的性能和狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。發(fā)生接觸網(wǎng)回流線、架空地線被盜后，立即檢查清理斷線頭，以防侵入帶電體進(jìn)行放電。
電話：13316508031（王生）
