电气化铁道接触网关节式分相过电压技术重点探析

摘要：电分相是接触网中非常重要的结构，由于电气化铁道牵引变电所对接触网进行供电的馈线是存在差异的，需要在不同相供电臂基础网相交的位置布置绝缘结构。在铁路运营中，电力机车通过关节式分相装置时会产生较高过电压，造成牵引变电所频繁跳闸，甚至烧损接触网设备，影响铁路运营安全。文章对电气化铁道接触网关节式分相过电压技术进行了探析。

关键词：电气化铁道；接触网；隧道关节；分相；过电压 文献标识码：A

中图分类号：U225 文章编号：1009-2374（2016）23-0100-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.048

1 工程概况

改建铁路成昆线广通至昆明段扩能改造工程中老东山隧道、秀良村隧道上下行内共计4组7跨关节式电分相，无过电压保护器，电力机车过分相时造成牵引变电所跳闸频繁，影响机车、牵引设备正常运行，昆明铁路局要求治理。增设过电压抑制器，为了便于设备检修，在每台过电压抑制器引线上加装隔离开关。本工程的主要工作量为安装12台过电压抑制器、12台单极手动隔离开关、4km架空地线及4组接地极，同时进行4处上网点整治工作。

2 铁道接触网关节式分相安装技术

2.1 施工测量

施工测量流程图如图1所示：

在进行施工操作时，需要根据施工设计图上的过电压抑制器、隔离开关、设备参数等将打孔的位置定位出来，保证安装好设备后电气距离和对地的安全距离。使用10m卷尺进行测量，并按照设计标准确定纵向距离，对于受到影响的地方要及时进行调整。垂直线路施工时要在保证接触网安全距离的同时，保证设备限界，不对车辆的安全行驶造成影响。

2.2 隧道内上网点整治

隧道内上网点整治施工流程如图2所示：

操作要点：

第一步：将电缆过渡上网安装好。

第二步：将原来的底座和隔离开关拆除，然后进行对新隔离开关安装造成影响的化学锚栓施工。

第三步：在安装隔离开关时，将开关方向搞清楚。

第三步：调整好隔离开关。

第五步：在安装过程中，如果上网电缆为三根，要按照图3安装：

图3 三根上网电缆的安装

当上网电缆为两根时，需要将图中的两根电联变换成一根，然后进行上网点安装。

第六步：进行底座接地的安装。将施工按照技术记录填写好，并聘请监理工程师检查施工质量。

2.3 安装隧道内过电压抑制器

安装要领：第一，要根据设计土质做好电压抑制器的定位工作，并将上网路径布置好；第二，进行化学锚栓孔打孔种植；第三，将过电压抑制器安装好；第四，做好过电压抑制器的上网安装，如图4所示。然后进行设备接地安装，将施工安装技术记录工作做好，并安排监理工程师检查施工质量，并做好质量检测工作。

2.4 安装隧道外供电线和接触网隔离开关

操作流程，在进行施工时，要先安装好电缆固定底座和隔离开关底座，将隔离开关安装好，确保隔离开关可以达到电器距离和限界要求。隔离开关安装施工流程图如图5所示：

开关安装前必须进行电气试验，合格后方可安装，把设备本身的缺陷解决在安装前；隔离开关安装前应进行外观检查，绝缘瓷柱应光洁，无裂纹、破损等；铁件防腐层完好，无锈蚀，零配件齐全。

安装、调试方法及步骤符合产品说明书，安装尺寸符合设计图；所有各连接部件紧固，各转动部分灵活，并涂以适合当地气候的润滑脂；检查各传动部件安装位置正确，固定牢靠，传动齿轮咬合准确，传动操作轻便灵活；确认电动隔离开关电动机转向正确；机械传动系统润滑良好，动作平稳、噪音小、无卡阻、冲击等异常情况；机构的分、合闸指示与开关的实际分、合闸位置相符；隔离开关合闸后触头间的相对位置、备用行程、分闸状态时触头间的净距或拉开角度，符合产品的技术规定；检查隔离开关的闭锁装置动作灵活，准确可靠；带有接地刀的隔离开关，确认接地刀与主触头间的机械或电气闭锁准确、可靠。

安装好后将供电直线联到两台隔离开关上，利用引线将电缆和隔离开关的另一侧连接到一起，要求达到电气绝缘距离的要求，提高运营安全性，最后对供电线路、新设备、电缆连接的可靠性进行了确认。检查后证明，设备的安全距离可以达到要求。施工完成后，填写施工安装技术记录，由监理工程师检查施工质量，并签字确认。

3 过电压防护效果

由于关节式分相中性段的导线会产生电容效应，当电力机车从中性段过渡区域通过时会产生电磁震荡，受弓网作用的影响，会产生电弧和工频过电压，导致运营过程中产生牵引变电所跳闸的情况。在运营过程中，受电弓进出关节式电分相断口分合闸操作不合理也会出现过电压，这些都会扰动牵引供电系统内部的电压。过关节式分相产生的过电压没有规律性，过电压的大小和相位角、网压、中性段长度、环境、行车密度等均有比较大的联系。一般来说，过电压可以达到95～130kV。当瞬时幅值大于机车放电间隙的击穿电压时，就会击穿放电间隙并造成变电所跳闸，甚至烧损接触网设备，为了避免机车从关节式分相经过时牵引变电所出现频繁跳闸，在安装过电压抑制设备后，设备依据过电压产生的机理，充分利用电容的吸收特性和频率特性，治理操作过电压的高幅值和高陡度，同时从根源上消除暂时过电压，达到限幅降频、保护高压设备的目的。试验证明，列车经过时产生的过电压最大值为70.2kV，暂时过电压消除。而没有安装过电压抑制设备时，列车经过时产生的过电压最大值为86.3kV，持续时间会超过6.8s。过电压抑制设备在广昆铁路应用后，经过一段时间的运行，对隧道关节式电分相过电压有明显抑制作用，过电压造成机车放电间隙击穿的几率有效减少，有效地保证电气设备及电气化铁路供电系统正常运行的安全性及可

靠性。

4 结语

本文以实际工程为例，分析了隧道内分相过电压抑制器及相关设备配套改造施工方案，并分析了关节式分相技术的过电压防护措施后取得的效果，运用数据对比进行了阐述，值得类似工程借鉴参考。

参考文献

[1] 关于规范客运专线接触网锚段关节电分相设置的通知（铁集成函[2010]474号）[S].2010.

[2] 中铁第一勘察设计院集团有限公司.电力机车通过关节式分相过电压研究[S].2007.

[3] 铁路客运专线技术管理办法（试行）（200～250km/部分）（铁科技[2009]116）[S].2009.

作者简介：韩小平（1984-），男，内蒙古丰镇人，中铁电气化局集团第一工程有限公司工程师，研究方向：工程管理。

（责任编辑：王 波）