高速铁路站内轨道电路机械绝缘节烧损处理和优化建议

任 峰 中国铁路上海局集团有限公司上海铁路轨道交通开发有限公司

1 情况调查

2019年3月、4月京沪高铁XX东站5G、9G绝缘烧损共发生5次，XX电务段积极联合工务、维管供电部门，利用夜间天窗修对相关设备进行了全面检查处置，电务部工程师指导并参加了夜间检查处置。

（1）联合工务分解更换了5G/33DG东股胶结绝缘，更换后测试良好。

（2）联合维管对牵引回流图进行了分析，经分析，牵引回流图中的吸上线及横向连接线设置能满足牵引回流要求，并按照牵引回流图进行了全面检查，经检查各部吸上线（8处）、完全横向连接（3处）良好。

（3）检查全站扼流变中心连接板（线）及各部等阻线连接良好。

（4）组织现场车间、工区对全站各部轨道绝缘进行了阻抗测试，测试良好。

2 原因分析

5G/33DG轨道绝缘曾于2019年1月31日因动车过接触网绝缘关节产生巨大火球，受牵引电流冲击，5G/33DG绝缘烧损严重，工务重新进行了胶结。

9G/29DG轨道绝缘曾于2019年3月19日因接触网遭遇雷害，大电流冲击造成9G/29DG绝缘烧损严重，工务重新进行了胶结。由于“4.10”调图影响，5G接北来西去的列车数量增加，5G接北来列车后改为西去发车，发车牵引回流较大，加剧了绝缘伤损程度。

另现场检查5G/33DG、9G/29DG处绝缘轨缝相比其他切断点绝缘轨缝偏大，其轨面灼伤痕迹明显；绝缘轨缝较小处所轨面灼伤痕迹不明显，个别处所没有灼伤痕迹，原因可能为轮对越过绝缘轨缝时，轮对可以同时接触两端轨面，即使有拉弧打火情况，可能电弧只存在于钢轨和轮对之间，对绝缘节的烧熔损伤较小。在车站单端“一头堵”的回流设计原则下，车站存在回流切断点不可避免，建议组织进一步分析回流切断点处绝缘节轨缝大小与电弧烧损绝缘程度的关系，以增加相应的防范应对措施。

现场测量XX东站全站所有切断点处绝缘轨缝数据见表1:

表1 XX东站全站所有切断点处绝缘轨缝数据

图1 机械绝缘节构造原理图

绝缘节两侧的一端钢轨被其中一块夹板连通后，轨端由于回流引起的压差施加在另一侧轨端与夹板 间，导致之间绝缘出现击穿，引起绝缘节被连通，出现绝缘破损情况。绝缘节破损后，回流通过破损处被连通，使线路出现回流不平衡情况，导致轨间工频电压差增大，进而施加在轨道电路设备上，形成工频电流，冲开断路器，引起轨道电路红光带，严重时可能烧损设备（机械绝缘节构造原理见图1）。

3 防范措施

（1）经检查，XX东站牵引回流图中吸上线及横向连接线设置能够满足牵引回流要求。建议设计优化缩短5G、7G、9G、11G、13G的回流路径，侧线股道5G、7G、9G、11G、13G内牵引电流需流经上行咽喉（上海端）相关道岔区段，经侧线3G及下行咽喉（北京端）相关区段至XZ信号机处接入吸上线返回XX东牵引变电所，牵引电流返回路径迂回、较长，建议采取在16/18#道岔渡线绝缘节两侧分别增加BES（K），并将渡线绝缘节两侧的BES（K）采用中心连接板连接；或在SHN进站信号机处绝缘节两侧的BES（K）中心连接板上增加吸上线。具体见图2。

图2 现场情况

（2）联合工务对新胶结的绝缘性能进行分析，在牵引回流路径优化前将5G、7G、9G回流切断位置的轨道电路绝缘改为加强型非胶结绝缘。目前已联系工务全部更换完毕。

（3）胶结绝缘应按照标准组装，否则可能造成信号设备损坏，轨端绝缘不允许加厚或者采用双轨端。在进行更换胶结绝缘时，要严格按照技术标准，严格执行施工工艺流程和标准，尤其胶结时的温度。较宽的轨缝加大了列车泄流轮对跨压在绝缘节两侧轨头上的几率，导致在股道回流断开处的扼流变压器出现大电流，严重时，烧损扼流变压器。高铁“接断发连”整治后，对电弧灼伤轨头的情况基本得到控制。但由于股道一端切断点的存在，该处胶结绝缘故障率较高。回流切断点处，由于牵引电流回归，在绝缘节两端存在较高电压。回流连通处由扼流变压器连通，绝缘节两端电压低，因此未见绝缘损坏情况。

4 解决方案

（1）可以尝试采用东北瓦房店生产的胶结绝缘，经了解，德州东站采用，效果较好。

（2）由于XX东站连接徐兰客专和京沪高铁，目前双端接发车频次较高，尤其是5、7、9、11G.这四个股道绝缘节每日检查测试，发现不良，立即利用天窗点进行更换。

（3）在股道回流切断点处绝缘节两端的扼流变压器增设回流电抗器设备。利用回流电抗器设备对工频呈现低阻，可使牵引回流从股道两端回归，减少每端流经电流大小，降低绝缘节两端电压。利用回流电抗器设备对移频呈现高阻，可使切断点连通后满足信号迂回长度，避免“第三轨”的形成。

根据分析，在采用了回流电抗器连通双向回流通道后，在其他条件不变的情况下，由于过绝缘节产生的回归通道能量切换降低到原来的4%，能较为彻底的解决问题。

（4）日常利用信号集中监测设备，加强浏览分析和轨道电路绝缘测试，发现设备曲线不良及时启动应急预案，联合工务等部门立即处置，确保设备良好运用。