于 勉，韓妮樂

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西西安 710016）

0 引言

分段絕緣器在接觸網(wǎng)系統(tǒng)中是最大的集中荷載，在有限的空間內(nèi)集合接頭線夾、導(dǎo)流滑道和絕緣元件等剛性部件于一體，懸掛彈性不如柔性較大的線索結(jié)構(gòu)[1]。在地鐵中，分段絕緣器故障已成為影響行車的常見故障。在自然環(huán)境、行車速度、受電弓壓力、接觸網(wǎng)振動和線路條件等因素的綜合作用下，西安地鐵?2?號線接觸網(wǎng)系統(tǒng)在運營?8?年內(nèi)發(fā)生的所有重大故障都與分段絕緣器相關(guān)。因此，研究分段絕緣器的故障成因和改進措施顯得非常重要。

1 分段絕緣器簡介

分段絕緣器是實現(xiàn)接觸網(wǎng)電氣分段但又不影響受電弓與接觸線正常滑行的一種電氣設(shè)備。西安地鐵目前在正線和車輛段使用的分段絕緣器均為浙江旺隆生產(chǎn)的非絕緣滑道式分段絕緣器。柔性分段絕緣器型號為?FDJYQ-CWL-1、FDJYQ-CWL-2，剛性分段絕緣器型號為?G-FD-CWL-1800，下文將對各典型運行情況進行分析。

2 分段絕緣器運行情況分析及改進措施

2.1 分段絕緣器與信號機位置不在同一垂直面

西安地鐵渭河車輛段與正線接觸網(wǎng)之間的分段絕緣器設(shè)置位置距出入段信號機約?230??m。在車輛段接觸網(wǎng)停電時，分段絕緣器和信號機之間的接觸網(wǎng)就會相應(yīng)停電，造成部分出入段線停電，影響正線范圍。同時，分段絕緣器和信號機之間接觸網(wǎng)屬于正線，不方便納入車輛段檢修中。

為解決這一問題，應(yīng)將出入段線的分段絕緣器盡量靠近出入段信號機，且為了方便出入段信號機檢修，應(yīng)設(shè)在出入段信號機外側(cè)。同時，當(dāng)電客車停在信號機處等待進入車輛段時，受電弓應(yīng)避開分段絕緣器，防止電客車通過?2?個受電弓將正線接觸網(wǎng)的電誤帶入車輛段，確保停車取流時的運行安全。目前，西安地鐵后續(xù)線路在設(shè)計時，都要求出入段處分段絕緣器設(shè)在出入段信號機以外?15??m?處。

2.2 曲線處分段絕緣器

分段絕緣器一般設(shè)置在渡線、折返線等特殊線路處[2]。由于線路、建筑結(jié)構(gòu)等影響，部分分段絕緣器位于鋼軌曲線。在實際運營檢修時發(fā)現(xiàn)，由于軌道超高等原因，檢修時很難將?4?個導(dǎo)流板的平面相對于軌平面平行。如圖?1?所示，曲線處分段絕緣器的調(diào)整只能保證A、B、C、D?中的?3?個滑板在一個平面，另一個滑板通常磨耗嚴(yán)重。

圖1 柔性分段絕緣器

該問題加劇了受電弓與分段絕緣器的撞擊、離線和拉弧，不利于弓網(wǎng)運行安全。因此，重點分段絕緣器應(yīng)盡量避免設(shè)置在曲線處，設(shè)計安裝時可在曲股轉(zhuǎn)入直線段后再設(shè)置分段。

2.3 變坡區(qū)段處分段絕緣器

在實際運行檢修中，在坡度較大的位置設(shè)置分段絕緣器很難將?4?個導(dǎo)滑板的平面與軌平面相對平行[3]。地鐵出入段線和出入場線、正線變坡區(qū)段都有較大的坡度，例如西安地鐵?2?號線渭河車輛段出入段線處分段絕緣器處于坡度較大的地方，下坡方向的導(dǎo)流板磨耗非常明顯。經(jīng)分析，受電弓在通過變坡區(qū)段時，位置較低側(cè)的導(dǎo)流板更容易受到?jīng)_擊，導(dǎo)致離線、磨損，造成異常磨耗，甚至可能導(dǎo)致導(dǎo)滑板斷裂引發(fā)弓網(wǎng)事故。

因此，分段絕緣器應(yīng)盡量設(shè)在變坡結(jié)束后的第一個跨距。同時，由于在一個跨距中，接觸線呈現(xiàn)一個曲線形勢，分段絕緣器應(yīng)當(dāng)安裝在跨中，從而使分段絕緣器兩端受壓平衡，減少受電弓通過時發(fā)生的側(cè)磨、打弓、產(chǎn)生大電弧等現(xiàn)象。

2.4 絕緣棒碳粉磨痕

由于目前使用的受電弓碳滑板為石墨材質(zhì)，其在分段絕緣器上滑動摩擦?xí)r，會在分段絕緣器上形成一層碳粉，致使絕緣元件的表面形成污穢層。在西安地鐵車輛段的分段絕緣器的絕緣棒上經(jīng)常會形成一層碳粉磨痕。

經(jīng)過分析研究，絕緣棒上附著碳粉后，在大霧雨雪天氣時，將大大降低絕緣棒的耐壓值[4]。在接觸網(wǎng)檢修中，分段絕緣器一側(cè)處于耐壓狀態(tài)，尤其在霧、雨、雪等惡劣天氣時，將極大地影響接觸網(wǎng)檢修作業(yè)人員的安全。因此在日常巡視中一定要加強對絕緣棒的檢查，如發(fā)現(xiàn)有碳粉磨痕，一定要及時進行處理。

2.5 剛性分段絕緣器導(dǎo)滑板斷裂

西安地鐵正線所用的剛性分段絕緣器如圖?2?所示，其導(dǎo)滑板由?2?個短滑板和?2?個長滑板組成[5]。由于剛性分段絕緣器的?1?個長滑板斷裂，造成接觸網(wǎng)短時短路跳閘故障，并且導(dǎo)致列車無法正常通過分段所在的折返線，后續(xù)列車采用站前折返方式行車。

圖2 剛性分段絕緣器導(dǎo)滑板斷裂

如圖?2?所示，導(dǎo)滑板斷裂位置為滑板與分段基座固定螺栓的安裝孔處。由于長滑板與匯流排在沿線路方向存在一個角度，當(dāng)受電弓從小頭向大頭滑動時，會對長滑板產(chǎn)生向上頂起、向匯流排兩側(cè)擠壓的力。因此滑板固定螺栓的安裝孔處是整個滑板的薄弱環(huán)節(jié)。由于分段絕緣器具有雙向通過的功能，為了有效避免滑板薄弱處斷裂，應(yīng)使分段絕緣器的安裝方向滿足受電弓從分段大頭向小頭滑動。

導(dǎo)流板導(dǎo)角為受電弓從接觸線過渡到分段絕緣器的始觸區(qū)。分段絕緣器因本身質(zhì)量太大，易形成較嚴(yán)重的硬點。當(dāng)受電弓由接觸線過渡至分段絕緣器的瞬間，會對導(dǎo)流板轉(zhuǎn)角處施加較大的水平撞擊作用力，垂直方向上受電弓由于自身的彈力，對導(dǎo)流板施加一個垂直方向的接觸壓力。導(dǎo)流板在這兩種合力的作用下，在一定的循環(huán)次數(shù)后出現(xiàn)裂紋或折斷。在檢修過程中，應(yīng)加強對導(dǎo)角處的觀察，當(dāng)其發(fā)生異常磨耗時，要及時對其進行調(diào)整，使其與相鄰的導(dǎo)流板保持在一個平面上。

2.6 剛性分段絕緣器短滑板從貫通式螺栓脫落

剛性分段絕緣器的兩塊短導(dǎo)滑板連接在一根貫通式螺栓的兩側(cè)，兩端再通過螺母進行緊固。如圖?3?所示，在地鐵實際運行中，發(fā)生過因一側(cè)螺栓外露過多，導(dǎo)致另一側(cè)螺母絲未完全扣在螺栓上，最終在行車振動的作用下，螺母因緊固力不夠而脫落，該側(cè)導(dǎo)流板隨之脫落而引發(fā)接觸網(wǎng)跳閘事故，該故障直接導(dǎo)致列車中斷行車[6]。

圖3 剛性分段絕緣器滑板從貫通式螺栓松脫

在地鐵運營維護中，部分檢修人員因?qū)ζ錂z修特點不熟悉或責(zé)任心不足，在對分段絕緣器導(dǎo)滑板進行調(diào)整后，不注意貫通式螺栓的緊固。因此在檢修中，針對此類貫通式螺栓要注意調(diào)整，使兩端外漏長度基本相同，并且應(yīng)以螺母絲全部緊固入螺栓為標(biāo)準(zhǔn)，確保兩側(cè)螺母具備足夠的緊固力矩。

3 結(jié)束語

本文對西安地鐵運行過程中發(fā)現(xiàn)的分段絕緣器設(shè)計位置不合理及運行中出現(xiàn)的絕緣棒碳粉磨痕、調(diào)節(jié)螺桿、導(dǎo)流板等故障原因進行了深入分析，并對分段絕緣器的設(shè)計位置、安裝方法、檢修要點等提出了改進措施。作為地鐵運營安全的重點，分段絕緣器一旦發(fā)生事故將直接中斷行車，因此只有在設(shè)計、施工、運行維護各個階段重點卡控，才能保障分段絕緣器運行狀態(tài)優(yōu)良，為地鐵安全行車提供堅實保障。

[1]楊森林，桑曉明.淺談城軌接觸網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用、施工及維護[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2007（3）：23-25.

[2]劉杰.分段絕緣器與分相絕緣器安裝存在問題的探討[J].電氣化鐵道，2001（4）：34-35.

[3]錢余生.城軌接觸網(wǎng)分段絕緣器故障分析與優(yōu)化方案[J].都市快軌交通，2013，26（2）：134-137.

[4]宋奇吼，李學(xué)武.城市軌道交通供電（第三版）[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[5]吉鵬霄，張桂林.電氣化鐵路接觸網(wǎng)（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[6]江洪澤，高衛(wèi)忠.接觸網(wǎng)分段絕緣器搶修演練及應(yīng)急處理[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2006（4）：28-29.