三起典型承力索断线故障原因分析与处理

接触网 电气化铁道 2005 年第 3 期 18 三起典型承力索断线故障原因与处理 吴华兴，耿志文，柴书明，李彦吉 摘 要：针对邯郸供电段辖内连续三次出现的牵出线承力索断线故障，通过实地测量分析了牵出线机车取流时 各支路间的电流分配关系，讨论了特殊情况下的接触网线索间的电位差，并针对设备现状提出了既有线通过增 加门型电连接和增大交叉线索间接触电阻预防承力索断线的改进。 关键词：接触网；断线；分析；处理 Abstract: With regard to the three typical examples of messenger wire broken in traction line occurred consecutively in section of Handan Power Supply Depot, the paper analyzes the current distribution relations among every branch circuit during the current collection by the train in traction line on basis of field measurement, discusses the potential difference between contact wires under specific cases, and proposes the improving plan on prevention of messenger wire from broken by means of increasing the gate type electrical connection and the resistance between crossing wires with regard to conditions of the existing equipment. Key words: OCS; broken of wire; analysis; settlement 中图分类号：U225.4+7 文献标识码：B 文章编号：1007-936X(2005)03-0018-02 1 问的提出 2004 年 11 月 28 日、2005 年元月 9 日，在不 到 50 天的时间里，邢台站相继发生 2 起承力索断 线故障，造成京广正线邢台—内邱间 27 km 接触网 线路累计停电 125 min，影响客车 19 列，严重打乱 了运输秩序。联想到 2002 年黄粱梦站同类问题的 断线故障，邯郸供电段安排了该区段线索交叉点处 的设备检查，发现各站场均存在交叉点的承力索断 股问题。下文对承力索断股乃至断线产生的原因进 行深入的分析、研究，找出解决问题的方案。 2 故障概况及分析 2.1 现场设备情况 图 1 为邢台站元月 9 日的故障示意图。正线 I 渡线分段下锚支、II 道下锚支均与北牵出线交叉 （正线承力索采用 TJ-127，牵出线承力索采用 LXGJ-70）其中 II 道下锚承力索与牵出线承力索相 互接触，施工中分别在这 2 支上包扎了铝包带、其 长度为交叉点两侧 0.75 m 的范围；下锚支接触线 作者简介：吴华兴.石家庄铁路分局邯郸供电段，助理工程 师，河北 邯郸 056002，电话：025-63873（路电）； 耿志文.石家庄铁路分局供电水电分处，工程师； 柴书明，李彦吉.石家庄铁路分局邯郸供电段。 比牵出线接触线约抬高 270 mm。 图 1 邢台站断线点设备示意图 2.2 设备检查情况 邢台站断线故障发生后，邯郸供电段立即检 查了全部承力索交叉处的设备，发现各站场不同程 度地存在铝包带内的线索断股问题，其中磁县站最 为严重：47#、53#、65#（渡线与 I 道正线交叉处） 的承力索分别断 9 股、6 股、5 股，且断股处有明 显的新旧烧伤痕迹。承力索交叉处，在线间距不小 于 50 mm 的处所未发现承力索烧伤的现象。 在夜间巡视中，上述处所均未观察到机车取 流的线索明显的放电现象。 2.3 原因分析 交叉处铝包带内承力索有烧伤，说明该回路 内肯定有电流流过，按照图 1 所示，画出机车取流 16#下锚 12#下锚 北牵出线 正线 II 道 正线 I 道 断线点 渡线分段 货装线 三起典型承力索断线故障原因分析与处理 吴华兴，耿志文，柴书明等 接触网 19 原理图如 2 所示。从图 2 可以看出，机车的取流支 路有 3 条：第 1 条是通过牵出线接触线（TCG-85）， 第 2 条是正线承力索（TJ-127）、R（正线、牵出线 承力索间的接触电阻）、牵出线承力索（LXGJ-70） 和距机车取流点最近的吊弦，第 3 条通路是牵出线 承力索和吊弦。 图 2 机车取流原理图 经实地测量，在既有线索张力下，正线和牵 出线承力索（缠铝包带）的接触电阻 R 约为 3.15 mΩ、单根吊弦电阻为 1 Ω；查阅有关资料可知 TJ-127 电阻率为 0.158 Ω/km、TCG-85 电阻率为 0.211 Ω/km、LXGJ-70 电阻率为 1.93 Ω/km，这样 在图 1 所示的情况下，TJ-127 长度为 15 m、其电 阻为 2.37 mΩ，牵出线接触线、承力索长度均为 100 m，它们的电阻分别为 21.1，193 mΩ。 由计算（电路图略）可知，通过第 2 条支路 的电流为机车总电流的 1/50。若机车取流 200 A， 则此支路电流约为 4 A，机车通过时的振动和导线 抬高等造成正线、牵出线承力索接触电阻发生变 化，进而支路电流变化、在接触不好时继而产生电 弧，并危及到机车取流最近点的吊弦，这与现场检 查出断股处最近吊弦有烧伤或烧断的结果一致。 3 处理对策 有人认为，既然线索烧伤是由于 2 支承力索 间有电位差造成的，可采用在线索间增加横向电连 接的消除故障症结。但通过分析可看出，采用 这种方法会直接使环节吊弦载流而烧毁。 正确处理方法有以下 2 种。 3.1 增加“门”型电连接 增加正线接触线、正线承力索、牵出线承力 索、牵出线接触线间的 “门”型电连接，如图 1 中，将 16#下锚支与北牵出线接触线、承力索用 TJ-120 导线相连。在图 2 中，等同于将正线载流承 力索 TJ-127（包括 TCG-120）与牵出线接触线 （TCG-85）直接连接，短接了机车第二条取流支 路中的 R、牵出线承力索与接触线间的环节吊弦， 用新增“门”型电连接载流，以沟通机车取流的通 道，可以彻底解决因导流不畅而存在的安全隐患。 3.2 增大 2 支承力索交叉处的接触电阻 具体实施中可以采取如下措施： （1）在承力索交叉处缠绕热缩胶带或热缩胶 管。这在邯郸供电段已有运行经验，马头—邯郸南 站二场 82#—84#间是个涵洞，由于洞顶距承力索距 离较小（350 mm 左右），加上洞顶施工质量不高， 积雪融化时造成承力索对洞顶放电，一度造成承力 索烧伤或断线。2002 年 11 月下旬使用热缩胶带对 此处承力索进行缠绕后，承力索对洞顶放电问题得 到了解决。2004 年 12 月下旬，打开热塑胶带检查， 发现承力索完好无损，也不存在锈蚀现象。 （2）在承力索交叉处安装黑胶皮管或蛇皮管。 方法是将黑胶皮管竖直切开，开口向下，在交叉处 的下面承力索上用绑线进行绑扎或用自粘胶粘带 固定，这种方法比较经济、实用。 采取这 2 种方法，一则可以消除摩擦而造成的 线索损伤，二则直接增大了图 2 中的 R 值、从而使 第 2 条支路的电流基本上接近于 0。 4 结束语 2005 年 1 月下旬，邯郸供电段安排了所有承 力索交叉处所的改造，通过现场测量、夜间巡视和 事后检查，笔者认为：采用加装“门”型电连接和 加装热缩胶带的改造方案满足了现场运行的需要、 可以解决交叉处线索断股（线）的问题。 运行中，设备管理单位应加大检查、检修力度， 积极安排线索交叉处的检查，发现线索断股或烧伤 时，要勾画具体电原理图、彻底找出问题所在。而 、施工单位，应优化方案、争取不出现线索交 叉现象，线索必须交叉，应保证线间距 50 mm 以 上的空气绝缘间隙。 收稿日期：2005-03-15 27.5 kV 电 源 系 统 TJ-127 TCG-85 LXGJ-70 R 吊弦