上跨接触网附加线隐患分析及优化方案研究

上跨接触网附加线隐患分析及优化方案研究

张夙杰

大秦铁路股份有限公司大同西供电段   山西大同  037000

摘要：文章通过对普速铁路既有附加导线跨越接触网方式进行分类，在收集各类事故典型故障案例的基础上，列出了现在广泛采用的上跨模式下接触网存在的三种安全风险，并从风险防治角度出发，提出了响应的优化改进方案，为后技术改造、设备补强工作提供了借鉴。

关键词：接触网；上跨；附加线

1.引言

电气化铁路接触网供电形式多种多样，发展到目前我国运行接触网的接触网供电方式主要为直接供电方式、直接供电+回流线方式、AT供电方式，以上供电方式除接触线、承力索等接触悬挂外，存在有回流线、架空地线、供电线、加强线、正馈线、保护线等一系列其他线索，我们把这些其他线索统称为附加线。虽然附加导线不直接与受电弓产生作用，但其在整个牵引供电系统中作用关键，特别是近年来随着线路运量增大、牵引负荷增加，附加线状态的好坏直接关系到整个供电系统的安全运行。同时在早期施工过程中，施工方与设备管理单位对接触悬挂部分施工关注较多，对附加线施工特别是附加线在上网点或其他地点需上跨接触网处所的施工关注较少，在设计上也缺少特别的关注，导致近年来在系统内多次发生附加线上跨接触网处所因各种原因脱落造成接触网跳闸或断线的严重故障，给供电设备安全造成了严重影响。

本文结合运行实践主要对现有的几种附加导线跨越接触网的方式进行研究，分析其在运行过程中存在的安全风险，并针对性的提出优化方案建议，旨在为后续相关单位在专项排查、施工整治过程中提供有益的借鉴。

2.几种既有附加导线跨越接触网方式

通过对我单位既有的附加导线跨越接触网方式进行调查及查阅相关资料，在现行普速电气化铁路中附加导线跨越接触网一般采用单线索正交跨越接触网，并在两端设置耐张悬挂，跨越后通过并沟线夹与本线连接的方式进行。具体跨越形式见图1：

图 1  T线、F线分别跨越接触网方案

上述附加导线跨越接触网方式在普速铁路接触网中被广泛采用，但通过对本单位及其他兄弟单位已经发生或者在巡视、检修过程中发现的问题来看，上述跨越方式若发生紧固件松脱、电气连接不规范等问题，造成附加线掉落，必然会导致跨越接触网处设备断线或者严重损伤的故障，而现有的跨越方式显然在预防附加线脱落方面缺少必要的考虑。

3.既有附加导线跨越接触网隐患分析

2022年以来我所在单位为切实调查既有附加导线跨越接触网处所状态，组织相关供电车间按照附加线上跨接触网（无T接）、附加线上跨接触网（T型连接上网）两种情况对既有附加导线跨越接触网的状态进行了逐处摸底排查。

表 1 大同西供电段管内附加线上跨接触网统计

通过对大同西供电段管内附加线上跨接触网处所逐处检查发现，既有附加导线在上跨接触网处主要存在三大类设备隐患，分别为：松脱、断裂、电气烧伤。

3.1 附加线下锚处所紧固件松脱

此类问题主要表现在附加线跨越在两侧支柱下锚处相关紧固螺栓长期运行松、脱，由于相关设备处于支柱顶部，日常巡视不易察觉。

3.2 附加线索断股、并沟线夹断裂

此类问题主要表现为附加线本线或者其引线在线索伸缩过程中在转角处因为磨损造成断股，或者因施工工艺、设备自身质量问题造成的附加线断股、相关设备线夹断裂的问题。例如：2022年3月29日某车间通过4C分析发现某站G01#-G02#T型上网点跨越处供电线断1股，后期分析原因为施工工艺不到位，造成供电线线索本体受伤，长期运行发生断股。2021年10月份集中修，对大秦线相关上网点铜铝过渡线夹检查发现存在裂纹及断裂的共8处，最终分析原因为铜铝过渡线夹铸造工艺问题。

3.2 电气回路不畅造成设备烧损

对于接触网设备电气回路是否通畅一直以来是一个关键性问题，特别是回流线及保护线、供电线，作为牵引回流通路，若电气连接不正确，势必发生设备的电气烧损。特别是对于跨越接触网的供电线T接至接触网的情形，由于存在供电线与承力索、接触线材质不一致、线径不匹配的问题，更为相关线索的电气连接留下了一定的安全隐患。比如2022年2月18日，广州局集团公司海南东环线美兰至文昌间下行线，因T接上网引线在供电线并沟线夹处发生电腐蚀烧损，导致引线脱落并下垂低于接触线，打坏环岛高铁C9891次动车组受电弓，后续C7311次动车组通过时再次发生击打，故障停时76分钟，造成动车组15列停运、26列晚点。诸如此类在并沟线夹处因线径不匹配造成供电线与承力索存在虚接滑移导致放电长期放电的现象在我段历次设备检修过程中也多有发现,例如:2021年10月份集中修专项整治发现，某站54#上网点线夹内有放电烧伤痕迹，供电线断3股；某站29#上网点线夹内有放电烧伤痕迹，TRJ120软铜绞线烧断多股。

4.附加线跨越接触网方案优化

针对既有附加线跨越接触网方式存在的安全隐患，在总结现行跨越方式正反两方面经验基础上借鉴其他线路已实施的相应改造措施，对于附加线跨越接触网的方案进行思考、改进，提出以下优化改进方案。

4.1 硬横梁式跨越

具体我们可以考虑在被跨越接触网两侧组立钢柱，并架设硬横梁，将要跨越的附加线在硬横梁采用相应固定措施后从硬横梁上通过。此种方式可以有效降低附加线脱落风险，但相应改造投资成本较高。

4.2 双线双联双挂点式跨越

这种优化方案我们主要针跨越接触网的供电线T接至接触网的情形，主要措施为，首先在两根跨越钢柱之间使用同型、整根线材作为承力索确保线索整体机械强度，两横承间釆用预绞式间隔线夹固定；其次两根横向承力索分别与绝缘子连接；最后采用软铜绞线材质的双引线从隔离开关侧直引到接触网上，使跨越范围内不再使用铜铝过渡线夹。

图2 双线双联双挂点跨越

这一优化方案中两根横承分别与绝缘子连接，取消了三角挂板，避免了在三角挂处经常发生的电气烧损风险，同时当一组绝缘子或连接件故障脱落时，另一组可通过预绞式间隔线夹连接，也解决了供电线及引线掉落的风险。两根横承间采用预绞式间隔线夹进行间隔，避确保了线索等电位，消灭了线索电位差。跨越范围内不使用铜铝过渡线夹，避免了铜铝过渡线夹不匹配的风险。

5.结论

上跨接触网附加线隐患日益显现的同时，越来越多的从事牵引供电专业的技术人员开始关注此类问题，并提出了一系列改进措施，本文中涉及的隐患分析及相关上跨形式优化方案仅立足于我所掌握的实际，考虑成本因素及现场设备实际或许以上方案还有很多不足之处，但每一种方案只要围绕相关隐患的解决展开，定能取得预期的效果。

参考文献：

[1] 陈龙福.高铁接触网供电线上跨及T接上网方式的优化研究[J].铁道机车车辆,2021,41(06):95-99.

[2] 国家铁路局.铁路电力牵引供电设计规范：TB/10009 —2016[S]. 北京：中国铁道出版社，2016.