宋建卿

（中鐵建電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司，河北 高碑店 074000）

1 工程概述

京沈客專是新建北京至沈陽鐵路客運(yùn)專線，位于華北和東北兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)之間，是溝通東北、華北、華東、中南等地區(qū)的重要通道，亦是連接華北、華東、中南與東北經(jīng)濟(jì)區(qū)的紐帶，其地理位置十分重要。

北京至沈陽客專專線地處華北地區(qū)的北京市、河北省和東北地區(qū)遼寧省。線路自北京星火站開始，向東北延伸，線路全長(zhǎng)696.797 km。本客運(yùn)專線設(shè)計(jì)最高速度350 km/h，其中承德南至沈陽管段自2018 年12月25 日送電開通，正式交付有關(guān)部門使用，全線計(jì)劃于2020 年底送電開通[1-2]。

2 電連接在接觸網(wǎng)中的作用及主要形式

接觸網(wǎng)作為鐵路電氣工程中主構(gòu)架為電力機(jī)車提供動(dòng)力通道。而電連接是接觸網(wǎng)獨(dú)立的錨段單元連接在一起，形成接觸網(wǎng)的電氣導(dǎo)通的一個(gè)重要接續(xù)環(huán)節(jié)。在電氣化施工過程中，為導(dǎo)通電流、消除接觸懸掛之間的電位差，在錨段關(guān)節(jié)、線岔、饋線上網(wǎng)點(diǎn)、電氣設(shè)備安裝點(diǎn)、在流截面積突變點(diǎn)均需要安裝電連接線。

電連接由電連接線和電連接線夾組成。電連接線一般采用95～150 mm2的軟銅絞線，電連接線夾的材質(zhì)和規(guī)格需與線材設(shè)計(jì)型號(hào)匹配一致。常見的電連接主要有關(guān)節(jié)電連接、股道電連接、隔離開關(guān)刀閘引線及避雷器引線。

3 電連接安裝不到位易引發(fā)安全事故

在接觸網(wǎng)中，牽引電流通道由起功率輸送作用的饋電線、隔離開關(guān)、開關(guān)引線、接觸網(wǎng)、電連接組成，我們稱之為主導(dǎo)電徑路。在主導(dǎo)電徑路中電氣連接是接觸網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，特別是位于每個(gè)錨段搭接轉(zhuǎn)換關(guān)節(jié)及道岔交叉處安裝的電連接線，受機(jī)械外力和強(qiáng)電流的雙重沖擊作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他接觸網(wǎng)受電設(shè)備零部件，所以需提高電連接的安裝質(zhì)量來大大提高接觸網(wǎng)的安全性能。

3.1 電連接受到機(jī)械外力造成接觸網(wǎng)不安全狀態(tài)

高速鐵路接觸網(wǎng)中電連接的安裝是通過專用電動(dòng)液壓設(shè)備，一般要求液壓泵壓力表指針指到70 Mpa，保壓5 s。壓接完成后的電連接線要求留有一定的線余量，防止受到其他外力作用。電連接受到的機(jī)械外力主要是由于機(jī)車高速運(yùn)行產(chǎn)生的波動(dòng)沖擊力以及線索受環(huán)境溫度變化引起自身延展帶來的相互摩擦拉力。主要是由于安裝標(biāo)準(zhǔn)不到位、安裝參數(shù)不明確，使電連接長(zhǎng)期受到這些機(jī)械外力的作用，這會(huì)引起電連接脫落，當(dāng)高速列車通過時(shí)將會(huì)造成打弓或者鉆弓，引起弓網(wǎng)事故[3]。

根據(jù)電連接安裝不當(dāng)分析其引起承受機(jī)械外力的產(chǎn)生原因，安裝時(shí)需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工考慮如下3個(gè)方面。

（1）因承導(dǎo)線隨溫度變化發(fā)生伸縮帶來安裝的電連接相對(duì)位置發(fā)生位移。電連接預(yù)留尺度不足，造成電連接受到接觸網(wǎng)相對(duì)位移帶來的拉力。

（2）安裝時(shí)，電連接正常位置時(shí)兩承力索電連接線夾空間距離的選定。高速鐵路的接觸網(wǎng)每個(gè)錨段兩端下錨采用配重補(bǔ)償方式，錨段中間安裝中錨繩可防止接觸網(wǎng)竄動(dòng)，因此線材將會(huì)由下錨端向中錨處隨溫度變化延伸。根據(jù)電連接安裝曲線表，要正確確定線夾的安裝位置。

圖1 為電連接線夾安裝曲線。圖1中，縱軸Δt為安裝時(shí)環(huán)境溫度與電連接正常位置溫度差值；橫軸S為兩支懸掛電連接線夾投影距離，電連接線夾更靠近本支懸掛時(shí)為正，反之為負(fù)；D為兩支接觸懸掛中心錨結(jié)距離。

（3）電連接安裝帶來接觸網(wǎng)的集中負(fù)荷，易造成高速列車的沖擊硬點(diǎn)。

3.2 電連接受強(qiáng)電流沖擊引起接觸網(wǎng)電氣燒傷

電連接作為接觸網(wǎng)主導(dǎo)電徑路的一部分，需要滿足為電力機(jī)車提供一定的功率的所需電流流經(jīng)通道。但是在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)生接觸網(wǎng)電氣設(shè)備燒傷安全事故往往是電連接線夾處電流過大引起的。從安裝工藝方面分析主要有如下3 個(gè)原因。

（1）電連接安裝位置不正確或安裝數(shù)量不足易引起接觸網(wǎng)設(shè)備的電氣燒傷。當(dāng)接觸網(wǎng)突然接入機(jī)車負(fù)載時(shí)，瞬間產(chǎn)生的啟動(dòng)電流往往較大，如果不能及時(shí)導(dǎo)通電流，接觸網(wǎng)受到的大電流沖擊將作用于某一處會(huì)造設(shè)備的電氣燒傷。所以在機(jī)車經(jīng)常啟停的地方增加股道電連接，在分相關(guān)節(jié)的地方加裝關(guān)節(jié)電連接，通過電連接的并聯(lián)分流降低大電流對(duì)某點(diǎn)的沖擊，提高接觸網(wǎng)的受載能力。（2）電連接安裝時(shí)，由于壓接磨具與線型不符或者壓接裝置壓接偏斜導(dǎo)致壓接線夾與接觸網(wǎng)接觸面不足或者在電連接線夾內(nèi)部形成空隙，增加電連接線夾處阻值，引起線夾處發(fā)熱燒傷設(shè)備。

（3）電連接線夾壓接在承力索、接觸線上，銅氧化層的處理不到位也是導(dǎo)致安裝的電連接導(dǎo)流效果不好，接觸網(wǎng)阻值增加的一個(gè)重要方面。高速鐵路接觸網(wǎng)承導(dǎo)線線材采用強(qiáng)度更強(qiáng)、耐軟化性更好的銅鎂合金材質(zhì)，由于鎂是一種活潑易氧化元素，接觸網(wǎng)架設(shè)一段時(shí)間后就會(huì)在其表面形成一種氧化層（即銅銹），銅銹會(huì)增加接觸網(wǎng)與線夾的連接處的阻值，使線夾發(fā)熱而燒傷線索，嚴(yán)重情況下燒斷線索。

4 電連接安裝注意事項(xiàng)

電連接作為接觸網(wǎng)主導(dǎo)徑路的必不可少重要部分，也是最薄弱的易發(fā)生事故的環(huán)節(jié)。本文只是從受力情況和受電角度簡(jiǎn)單分析了一些因安裝不到位易引發(fā)安全事故的原因，但是接觸網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)動(dòng)態(tài)的高頻次的使用高壓傳輸大功率系統(tǒng)設(shè)備，影響電連接安全有效的因素還有很多。“欲筑室者，先治其基”，電氣化施工建設(shè)是為了運(yùn)營(yíng)使用，安裝質(zhì)量有保障，運(yùn)行使用才安全。因此，對(duì)京沈高速鐵路開通段在電連接的安裝方面的一些注意事項(xiàng)做一些總結(jié)。

4.1 嚴(yán)格設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確保線型選擇和安裝位置無偏差

高速鐵路電氣化中電連接安裝原則如下。

（1）每處道岔處電連接一般在岔尖側(cè)設(shè)置雙根95 mm2的軟銅絞線。

（2）非絕緣錨段關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)置電連接，錨段關(guān)節(jié)的開口側(cè)安裝2 根95 mm2的軟銅絞線，交叉?zhèn)劝惭b1 根95 mm2的軟銅絞線。絕緣錨段關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)置電連接，開關(guān)處安裝3 根95 mm2的軟銅絞線電連接引線兼做電連接線，另一側(cè)安裝1 根95 mm2的軟銅絞線。

（3）開關(guān)電連接引線安裝開關(guān)兩端各采用3 根95 mm2軟銅絞線。

（4）避雷器處電連接設(shè)置單根95 mm2的軟銅絞線。

4.2 專業(yè)化人員管理，嚴(yán)格安裝工序，精準(zhǔn)安裝工藝

電連接作為接觸網(wǎng)施工中的重要環(huán)節(jié)，需要配備專業(yè)安裝小組，并對(duì)相關(guān)人員從施工工序、施工工藝方面進(jìn)行專業(yè)化的培訓(xùn)練習(xí)。高速鐵路中電連接是通過液壓泵壓接銅線夾將電連接線與接觸網(wǎng)連在一起的，需要一次安裝到位，安裝不到位只能將線夾切割，導(dǎo)致裁好的電連接線材也會(huì)變短，會(huì)造成材料的浪費(fèi)，同時(shí)存在碰傷接觸網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。專業(yè)人員進(jìn)行安裝時(shí)不但要保證電連接的電氣特征達(dá)標(biāo)，還要考慮電連接在動(dòng)態(tài)運(yùn)行環(huán)境中不能承受機(jī)械外力。這里主要還是考慮兩個(gè)因素，一個(gè)是保證壓接好的電連接阻值滿足標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是電連接壓接時(shí)要計(jì)算預(yù)留合適的線材馳度。

圖1 電連接線夾安裝曲線

4.3 科學(xué)施工，增加阻值檢測(cè)，確保電連接一次安裝到位

配備專業(yè)化的微電阻測(cè)試儀，壓接前將連通的電連接進(jìn)行阻值測(cè)試，以便檢查接觸網(wǎng)打磨銅銹是否干凈，導(dǎo)電膏涂抹是否到位，進(jìn)一步保證電連接壓接電氣性能滿足標(biāo)準(zhǔn)。

按照安裝標(biāo)準(zhǔn)要求，專用于線索電連接零件和接觸線接頭線夾、載流承力索接頭線夾及載流整體吊弦的電氣接觸性能應(yīng)符合下列規(guī)定。

（1）線索接續(xù)處兩測(cè)點(diǎn)之間的電阻不應(yīng)大于同等長(zhǎng)度被連接線索的電阻。

（2）零部件的溫升不應(yīng)大于別接續(xù)線索的溫升。

（3）承受電氣接續(xù)的所有零件，其載流量不應(yīng)小于被連接線索的載流量

4.4 張貼高溫感應(yīng)標(biāo)示，加強(qiáng)過程監(jiān)督，杜絕隱患積累

電連接作為承力索、接觸線的并連線，為更好導(dǎo)通電流，壓接后在電連接線夾處的電阻值要小于承力索、接觸導(dǎo)線自身的阻值。但是壓接處理不到位就會(huì)在線夾處形成大的阻抗，造成沖擊電流變大，這也是電連接線夾發(fā)生電氣燒傷的一個(gè)原因。線夾處長(zhǎng)期處于電氣燒傷的作用下，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線夾燒傷情況，就會(huì)造成線夾處線路燒斷引發(fā)安全事故。鑒于此，在電連接線夾處粘貼高溫感應(yīng)貼，利用其色彩隨溫升變化的特性來過程監(jiān)督電連接的安全狀態(tài)，便于提前發(fā)現(xiàn)電連接設(shè)備受熱發(fā)紅、過流放電的隱患，及時(shí)更換不良線夾避免安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)論

在高速鐵路的電氣化建設(shè)中，接觸網(wǎng)設(shè)施的安全性對(duì)整個(gè)高速列車的安全運(yùn)行有著直接的影響，而電連接作為接觸網(wǎng)中一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，它安裝的可靠性高可以大大減少接觸網(wǎng)故障和事故的發(fā)生。因此，分析研究電連接安裝工藝質(zhì)量具有積極意義。