接触网主导电分流回路断点故障判断及隐患整治

接触网主导电分流回路断点故障判断及隐患整治

杜瑞

大秦铁路股份有限公司大同西供电段   山西大同 037005

摘要：为更好的保障铁路接触网的安全稳定运行，基于接触网运行现状，分析了接触网主导电分流回路隐患危害，探讨了分流回路的形成原因，提出了主导电分流回路断点故障判断方法，并总结了接触网主导电分流回路隐患的整治方法，以供接触网的设计施工以及维护管理参考。

关键词：接触网；分流回路；隐患；原因；整治方法

1、引言

    如今的铁路网遍布全国，承担着重要的客运、货运任务，而电力机车、动车组等是当今火车的主要形式，这些机车都是采用电力作为动力来源，接触网就是给这些机车提供电力专用的输电线路。接触网通过机车顶部的受电弓给机车供电，因此接触网需要设计的满足受电弓取电的要求，又要具有足够的机械强度。在接触网的设计、维护阶段，需要看重它的机械性能、空间结构以及导电能力等，尽量避免接触网出现松动、脱钩、磨损、断裂等一系列问题，在往常的设计阶段设计人员很少会考虑到接触网主导电回路分流对整个系统的影响。在设计、施工过程中，甚至在早期的调试运行阶段，接触网主导电回路的分流现象都不足以引起相关人员的注意，只有当接触网运行过一段时间之后这一问题才会逐渐地暴露出来。具体来说就是在接触网运行一段时间之后，主导电回路分流现象逐渐明显起来，甚至威胁到整个接触网的安全运行，因此针对这一问题进行研究分析，采取有效的防范措施或合理的解决方案就显得尤为重要。

2、主导电分流回路的概念

2.1主导电回路

    接触网的主导电回路主要由供电的供电线、与受电弓接触的接触线、承受拉力的承力索以及其他的开关引线等组成，为电力机车和动车组提供动力源。在设计接触网的设计之初，设计人员就对接触网的承载能力、行车密度、单辆机车的功率等数据进行了模拟计算，通过计算确定在接触网的搭建过程中各种线材的型号、规格、接触网结构等参数。

2.2主导电分流回路

    接触网随着铁路线延伸，每条铁路线上都有接触网，当机车在一条铁路线上走到特定的一个区间之中，在这一时刻机车和主导电回路会一起组成并联回路，共同牵引机车的行进，这一并联回路就是接触网的主导电分流回路。在往常的设计阶段设计人员很少会考虑到接触网主导电回路分流对整个系统的影响，只要考虑很少的几个点即可，向电路中不等电位问题，通过搭建不同导线之间的连接线可以轻易消除该影响，进而可以防止出现电蚀现象。

3、主导电分流回路危害

之所以要消除主导电回路的分流问题，是因为该回路的零部件不足以承载牵引电流，长时间承载牵引电流极易引起电路的发热，甚至熔断。当列车高速运行时，受电弓时刻保持与接触网的连接，而对于接触网上的特定的一段线路来说，受电弓通过前后会带来极大的扰动，严重影响连接间之间的连接质量，容易引发连接件间的间隙放电，加快零部件的腐蚀，严重缩短了零部件的使用寿命，更有可能威胁到机车的安全行驶。

4、主导电分流回路原因分析

    主导电分流回路往往会在软横跨、硬横梁等位置出现，这时电力机车一般会运行到道岔电连接远处的位置，随着机车逐渐运行远离电连接线的定位点，慢慢的分流回路上面的牵引电流也在变大。针对软横跨分流回路，现场实际阳方口站030#-032#间032#渡线下锚开口处缺少锚段电连接，线岔位置与锚段关节位置重叠，一组电连接不能满足机车取流时电流正常转换的要求，股道接触悬挂在机车取流的时产生较大压差，主导电回路迂回，当机车在030#-032#间取流时027#-031#软横跨参与分流至4道，而该处位于机车启动位，取流较大，具体的电路实景如图1所示。

                         图1 主导电分流同路示意图

5、对主导电回路存在断点的分析判断

5.1末端未并联的直供方式

    针对这种末端未并联的直供电路，如果机车司机发现运行过程中电压为零或者电压的波动超出了正常的范围，进而导致了机车动力不足或者停摆。而此时中控调度室可以看到牵引所设备都没有任何问题，只有分区所末端的电压为零或者电压波动十分剧烈，根据这一系列的情况分析回路中极有可能是存在断点或者虚接。具体的应对措施是安排检修工人重点检查电力机车至牵引所这一段的线路是否有断点。

5.2末端并联的直供方式

    针对这种末端并联的直供电路，如果分区所末端并联的断路器出现了跳闸，则说明这一段的电流超过了设定值，此时中控调度室可以发现牵引所不受影响，可以正常供电，而馈线上面的电流较小或者无电流通过，分区所虽然有电，但是可以很明显的看到电压的波动十分剧烈。针对这一系列的状况，可以考虑电路中存在断点或者虚接，在处理问题时可以把主要精力放在牵引所到机车异常的这一段区间是否有断点。

5.3 AT供电方式下的T线断点

    针对这种供电方式，如果分区所末端并联的断路器出现了跳闸，而且是连续的跳闸，说明电路中的电流过大，超过了设定值。而此时在中控调度室可以看到牵引所无故障，可以正常供电，而馈线则通上面一种电路的情况一致，分区所也是一如既往的电压波动严重。可以向行台咨询该段接触网下同时运行了几台机车，可能是同时运行的机车过多，给接触网带来了较大的压力，进而出现电流过载现象。具体的处置方案是重点排查牵引所至出现问题的车辆这一段线路是否有断点。

5.4 AT供电方式下的F线、AT所或分区所开关至上网点断点

针对这种供电方式，如果F线或者AT所、分区所等出现断点，在日常的运行中难以发现，这时候不仅机车可以正常运行，接触网有关的检测设备也不发出故障警报。这一问题往往会隐藏很久，只有在因车辆或者供电线路出现其他的问题时，能够同时检测到牵引所的F线、AT所或者分区所的电流为零，根据故障分析此处不应该是此处的问题导致的。若是F线的电流是零，则可以认定电路的断点出现在该分段的F线上；若是AT所或者分区所的T线上面的电流是零，则可以认定断点在T（F）线上；需要强调的一点是若第二区段的F线上存在着断点，也会导致分区所F线上电流为零。经过以上的分析，除了遇到其他故障时同时检出该问题一道解决故障，在平时的线路维护中也应该多多关注F线、AT所和分区所线上的电流是否为零。

6、隐患整治方案

6.1隔断分流回路

由于断路器时常出现跳闸现象，或者电路经常出现断点故障，这一系列问题都是因为主导电分流回路的电线、电气零部件不能承载较大的电流，不能长时间作为牵牵引电流的载体。这就要求接触网在设计施工阶段应该考虑到主导电分流回路对整个系统的影响，可以在软横跨等位置增加绝缘节点，进而隔断分流回路。这一措施可以彻底消除分流回路对整个系统的影响，但是在实际的实施阶段会发现增加绝缘节点是个十分繁琐的工作，费工费时。

6.2补强分流回路

    还有一种方案叫补强分流回路，具体的实施是通过在分流回路中加装电气连接，通过并联的电路承担大部分的电流，减小分流回路中店里路对线路的影响。

7、结束语

铁路的供电系统，接触网的主导电分流回路是由线路的空间布置决定的，通过减少软索式硬横梁等方案，尽量减小牵引分流对整个系统的影响。在以往的设计中很少考虑到主导电分流回路对系统的影响，出现了一系列的问题，因此在设计阶段就应该充分考虑到主导电回路分流的影响，提高系统的稳定性。在运行维护中，要做到精准、全面，重点设备要特别关照，保障系统的稳定运行。

参考文献：

【1】贺金圣.电气化铁路接触网设备维修策略探究【J】.中国设备工程. 2022,(05)：30-33.

作者简介：杜瑞、1992年出生、男、民族：汉、籍贯：山西朔州人、2017年7月毕业于大同大学电气工程及其自动化专业、学历：本科、职称：助理工程师、学位：学士学位、研究方向：牵引供电。