1、基于阜六線接觸網(wǎng)雷擊跳閘故障的研究1 概述電氣化鐵路接觸網(wǎng)是一種無備用的戶外供電裝置, 經(jīng)常遭受風(fēng)、雨、雪、雷擊等惡劣氣候條件的影響, 一旦遭受雷電, 將對接觸網(wǎng)造成嚴(yán)重的危害性, 詳細(xì)表如今: 雷電過電壓擊穿接觸網(wǎng)高壓絕緣子,引起牽引變電所斷路器跳閘, 還可能引發(fā)接觸網(wǎng)斷線、塌網(wǎng)，中斷接觸網(wǎng)供電，造成運輸中斷。在隧道中, 由于接觸網(wǎng)與隧道壁間隔 很近, 因此經(jīng)常出現(xiàn)雷擊造成與隧道壁放電現(xiàn)象。2 接觸網(wǎng)遭受雷擊后腕臂絕緣子放電特點以阜六線 2022 年的一次雷擊跳閘故障為例分析。2022 年 2 月12 日 17 時 22 分阜六線 526 供電單元(白蓮牽引所 212DL)阻抗一段動作，重合

2、閘成功，故標(biāo)顯示 12.12 km(白蓮 - 河口集區(qū)間 203#支柱，公里標(biāo) K98+798m)。當(dāng)時天氣情況是雷雨。查找到故障點位于白蓮 - 河口集 163# 支柱公里標(biāo) K96+967m，該支柱腕臂絕緣子靠近腕臂側(cè)有雷擊放電痕跡。該處雷擊放電點為，斜腕臂絕緣子靠支柱側(cè)對回流線跳線放電。放電點呈扇貝狀，放電部位的絕緣子外表瓷釉剝落，面積大約 280 平方厘米，扇貝型外側(cè)并伴有燒黑狀。回流線跳線同時被燒傷，伴有少量電熱熔化的鋁質(zhì)熔渣掉落在絕緣子外表或者地面。3 阜六線接觸網(wǎng)雷擊跳閘共性特點分析3.1 丘陵及礦區(qū)地理地帶為雷擊跳閘故障多發(fā)地帶。根據(jù)阜六線 2022 年度跳閘故障統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)其中 4

3、0%跳閘故障均發(fā)生在吳集 -河口集區(qū)間。該區(qū)段地理類型為丘陵地帶，屬于雷電多發(fā)區(qū)，且該地區(qū)地下含有豐富的鐵礦石，大地電阻較小，因此，這一區(qū)域接觸網(wǎng)易發(fā)生雷擊跳閘故障。3.2 跳閘故障放電點多位于斜腕臂絕緣子腕臂側(cè)。雷電跳閘故障的放電點幾乎都是在斜腕臂絕緣子腕臂側(cè)正上方靠近回流線跳線處，而不是位于上部的平腕臂絕緣子。其原因和阜六線的支柱安裝方式有關(guān)，當(dāng)接觸網(wǎng)遭受雷擊時，帶電體將通過腕臂絕緣子，再通過空氣間隙對矗立在地面的支柱放電，而在一樣電壓下，間隙越小，空氣越易被擊穿。接觸網(wǎng)遭受雷擊時，網(wǎng)壓瞬時是大幅度升高的。平腕臂絕緣子與回流線跳線之間呈垂直狀，最大發(fā)揮了絕緣子的爬電間隔 ，等同于增大了空氣

4、間隙。而斜腕臂絕緣子與回流線跳線之間呈 83角左右，等同于縮短了斜腕臂絕緣子的爬電間隔 ，斜腕臂與回流線跳線之間的空氣間隙縮小，從而易發(fā)生雷擊跳閘故障。4 發(fā)生雷擊跳閘故障后供電工區(qū)快速查找故障點方式4.1 供電單元不停電查找故障點方式。發(fā)生雷擊原因造成的接觸網(wǎng)跳閘，大都會重合閘成功，但由于絕緣子受損，存在平安隱患，需盡快查找并處理，因此，正確有效的查找方法尤為重要。不停電查找方式是對鐵路運輸干擾程度最小的方式。首選，要以故障報文中的故標(biāo)為參考根據(jù)，往故標(biāo)兩側(cè)擴大范圍查找。通過以上分析可知，由于雷擊故障放電絕緣子多為斜腕臂絕緣子正上方，斜腕臂絕緣子離地面較高，再加上視線角度問題，肉眼不便觀察。

5、可利用望遠(yuǎn)鏡在離桿 10 米處，成小于 45角往上觀察斜腕臂絕緣子靠近腕臂側(cè)有無放電痕跡。其次，假設(shè)接觸網(wǎng)雷擊跳閘故標(biāo)顯示在站場時，如今的站場大多數(shù)都安裝有監(jiān)控，應(yīng)該派人到站場監(jiān)控室調(diào)取監(jiān)控視頻，著重看視頻中是否有閃光地點，閃光點處極有可能是故障點。同時，還應(yīng)該詢問車站值班員和附近的其別人員是否聽到類似放炮聲的異響。此外，還應(yīng)該安排人員添乘機車來巡查故障點，在運輸條件允許的條件下，對發(fā)生故障的供電單元內(nèi)適當(dāng)降低車速以便觀察，因為對雷擊放電絕緣子查找時，車速太快也較難發(fā)現(xiàn)。同時，還應(yīng)該詢問相鄰行別的司機，在行車過程中是否發(fā)生異常。4.2 供電單元停電查找故障點方式4.2.1 上網(wǎng)逐桿檢查。接觸網(wǎng)

6、停電后，可利用天窗點時間對故標(biāo)顯示位置向兩側(cè)逐桿上網(wǎng)檢查。該方法優(yōu)點是檢查仔細(xì)，不易遺漏，但缺點是效率不高，消耗時間長。4.2.2 出動軌道車巡查。接觸網(wǎng)停電后，軌道車出動，保持不高于10km/h 的運行速度，檢查人員位于作業(yè)平臺上仔細(xì)觀察絕緣子，查找放電點。建議查找雷擊放電點時優(yōu)先使用作業(yè)車，這樣既能進步查找效率，又能在天窗時間允許的情況下，在查找到故障點時及時更換故障絕緣子。5 故障絕緣子的更換方法在更換斜腕臂故障絕緣子時，傳統(tǒng)方法是必須把平腕臂用手扳葫蘆拉起到一定角度才能使斜腕臂和斜腕臂絕緣子脫離，從而進展更換。但阜六線腕臂在設(shè)計時，支柱頂端距平腕臂底座的間隔 太短，只有大約 200mm

7、 左右，用手扳葫蘆固定在桿頂時，平腕臂與手扳葫蘆角度太小，很難使斜腕臂與斜腕臂絕緣子脫離，因此傳統(tǒng)方法不太適用。為此，工區(qū)加工了一套專用工具，值得借鑒。該工具為一根長度為 2 米的定位管，在定位管的一端焊接上套管單耳 U 型環(huán)，在單耳 U型環(huán)兩端分別焊接 2 根單耳螺栓，對稱排列。更換斜腕臂絕緣子時，先將斜腕臂絕緣子處的鐵錨壓板螺母松開。高空作業(yè)人員平安帶打在支柱上，固定好定滑輪和大繩并綁住故障絕緣子。然后利用上述工具，把一端的單耳 U型環(huán)卡在腕臂套管雙耳與承力索底座中間，另一端直立在作業(yè)車平臺上，緩慢上升作業(yè)平臺。使斜腕臂與斜腕臂絕緣子漸漸脫離，然后完成更換。在站場跟換斜腕臂絕緣子時，假設(shè)使

8、用軌道車條件受限時，那么可以利用整桿器和上述加工的工具，通過轉(zhuǎn)動整桿器升高將平腕臂頂起進展更換。但該方法與軌道車更換相比速度較慢。6 如何預(yù)防雷擊跳閘故障在雷雨季節(jié)降臨之前，做好避雷器進展全面試驗，復(fù)測接地電阻值，確保防雷設(shè)備狀態(tài)良好。在雷擊故障易發(fā)地段減少絕緣子清洗周期，以進步絕緣性能。對于回流線跳線設(shè)計不合理地方向設(shè)計部門提出整改建議。同時，還應(yīng)加強設(shè)備巡視，及時發(fā)現(xiàn)并解決隱患問題。做好雷擊故障的數(shù)據(jù)分析，有針對性加強雷雨季節(jié)時絕緣子更換演練頻次。將歷次的的各種雷擊故障建立專門臺帳，統(tǒng)計故障各項數(shù)據(jù)，通過差異分析、同類比照等統(tǒng)計方法，分析雷擊故障的規(guī)律，做到提取預(yù)判和應(yīng)急處置準(zhǔn)備工作。7 結(jié)論阜