目前，我国列车牵引方式有蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车三种，其中采用电力机车牵引列车的铁路称为电气化铁路。电力牵引具有马力大，速度快、能耗低、效率高等特点，使用电力牵引的区段，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，机车性能、工作条件等较内燃机车更好。是我国铁路牵引动力今后的发展方向。电力机车的广泛使用同时也使得在铁路系统上的设备越来越多，这样如何对电气或机械设备进行有效的检测，就成为当前的重要问题。 在铁路电气化接触网设备的各类故障中，电气烧伤故障因其事前难以发现而危害性又大，已越来越引起供电运营检修部门的重视。在电气化铁道中，接触网设备是在力与电的双重作用下工作的，所以机械故障和电气烧伤故障构成了接触网故障的主体。在接触网运行了多年、牵引运能不断增加的情况下，设备的电气烧伤现象已越来越突出，而且电气烧伤问题在事前又不易于发现，危害性很大。因此，在预防和防治接触网设备发生电气烧伤故障已成为供电运营单位为确保供电安全的一个重要任务。 接触网是一种特殊的供电设备．由于其结构和使用条件的特殊性，其故障也多种多样。对其故障现象、原因和应采取措施的研究有助于加强对其故障本源的认识，不断提高技术和检测手段，目前在铁路电气化牵引电气检测方面主要以红外线测温为主，但这种检测方式遇到的问题也非常多，给日常的检测工作带来了一定的不便。 ① 在电气化设计中，虽对线路牵引运能的增加裕量有所考虑，但随着铁路运输发展，现在牵引运能的增加已超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，就发生了电气烧伤。 ② 接触网主导电回路由馈电线、隔开、隔开引线、承力索、接触线、电联接器、吸变、吸变引线等组成。各部分间由各种线夹进行连接，使这一回路沿铁路延伸，满足向电力机车供电的需要。主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而烧伤接触网设备。 ③ 电气联接部分因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导电回路的截面（或当量截面积）不足，电气连接阻抗加大，从而导流不畅，烧伤接触网设备。如：将承力索纳入了电联接器电气导流的一部分；电联接线夹大小槽装反；线夹内有杂物；设备线夹间非面面接触等等。 ④ 站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时，由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。 ⑤ 设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而由于某些条件的巧合通过了全部或部分牵引电流。由于这些地方没有保证牵引电流（或其分流）通过的必要的电气连接，所以烧伤了接触网设备。 ⑥ 立体交叉的线索、线索与支持装置间，由于线路阻抗的不同而形成电压差，在风力、温度变化、振动等因素的作用下，它们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。 ⑦ 两端属同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差，当电力机车通过受电弓短接两供电臂瞬间，在短接点处产生电弧，造成设备的烧伤。 ⑧ 然而在施工时未严格执行有关标准，导致电联接器的结线不正确、线夹安装不标准。现行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标，使得供电部门在具体检修时“无章可循”。对电气联接缺乏行之有效的检测方法和手段，在具体检修中多是做些外观上的检查。工区存在“涂油”的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。如：为防止电联接散股扣分，在电联接表面抹涂上一层厚厚的黄油。对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。 四、各种电气装置如不提前预防事故的发生造成的后果：
①
电气连接线夹发热。原因是电联结线夹未按规定安装或在运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷，使电联结处接触电阻增加进而发热量增加，使线夹发热而烧伤线索，严重情况下烧断线索。 ②
线索(接触线、承力索、供电线、回流线、吸上线)自电气接续部分断股或断开。 原因是站场股道电联结设置位置或数量不合理，使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差，接触悬挂在软横跨上产生环流，从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电伤现象。 ③
设备线夹、接头线夹、吸上线与轭流圈连接处烧伤。软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤。原因是不同悬挂问非稳定性接触也会造成线索问放电：当2不同悬挂立体交叉时．如果2支悬挂均为载流悬挂．当其中1支有大负荷电流时，根据潮流计算可知，在2悬挂问会形成电位差，此时如果2悬挂问存在非稳定性接触，则在2悬挂问就会产生过渡电弧进而烧伤线索。此种情况一般发生在站场交叉承力索问和非支接触线与工支定位管问。
④
通过以上故障原因分析接触网既然是机、电合一的特殊供电设备，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生，则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障。 ①在检测变电所开关柜内部触头部位的时候必须要把开关柜的门打开才能检测，否则是无法完成检测工作的。 ②在检测接触网电气连接部位的时候，需点对点进行检测，这样非常消耗时间，根据天气温度的变化检测结果容易出现误差。 ③一些专业用户还提出红外线测温仪在使用过程中经常出现精度不高、反应速度慢、重复率低、远距离光斑瞄准困难等等。 从以上3点可以看出红外线测温技术针对电气连接部位过热的检测能起到一定的作用，但对这些部位松动早期也就是温度发生前是无法检测的，所以还要配合其他高科技检测产品来完成，比如超声波检测仪就可以在连接部位发生松动的初期但这时候还没有温度产生，就能检测到因松动发出来的超声波。 声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2～5MHz之间，常用为3～3.5MHz（每秒振动1次为1Hz，1MHz=1000KHz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。 UE 公司出品的最出名的产品—即超声波检测仪器，其设计轻巧方便携带，可随时用来作泄露检测，机械分析以及电气连接部位检查，广泛应用于能源保护，预防保养，质量与安全保障系统等领域，提高了成千上万家大大小小的公司的生产能力. 自1973年UE 公司成立以来，其机载超声波方面的领先技术在就在世界范围得到了认同，而UE公司也通过其经过严格训练、精通技术的国际销售代理为世界提供产品和服务。 UE公司产品的典型应用包括：泄露检测；真空与压缩，包括船驳上的压缩空气泄露，舱口和舱壁泄露；小汽车和卡车玻璃窗的隔音与漏水检测；飞机机舱的压力泄露检测。通过检测到的放电如电晕放电，电弧（电火花）放电等来确认电气连接部位的运行状态。 UE 公司的超声波检测系列仪器已经被默认为机载超声波检测仪器的标准，这些几乎是万能的仪器是当今世界上最畅销最被广泛接受的，代表了高品质与超性能。最新的一款数字型的Ultraprobe 10,000 是当今世界上最先进的超声波检测系统，也是唯一一款带数据管理、光谱分析软件提供时时录音与数据记录的功能的系统，使检测者能简单快速的报告分析与预测的结果。
UE系统的其它部门还有：UE培训系统，其提供世界一流并被认可的机载超声波课程；UE的服务合作伙伴，是高质量检测服务的提供者。
Ultraprobe 10,000是个非常有用的超声波检测工具。它涵盖了一个非常广泛的设备操作范围，但是足够简单，以至于很多行业都愿意用这些工具来检测电气方面的问题，因为只需要简单的相关培训就可以熟练操作了。轻便灵巧。这些设备可以用作检测各种电气设备、绝缘件、电缆连接部位、接触网连接线夹等，能起到早期预防事故发生的效果。
超声波和红外线同时对电气化铁路接触网的消弧分段绝缘器、分相绝缘器、隔离开关、双耳楔型线夹、接触线点连接线夹、限位定位装置等做了现场检测红外线测温仪只测到隔离开关触头部位有不正常温度其他基本都在标准范围以内，超声波在电连接线夹、隔离开关、限位定位装置都接收到不同的超声波。从上面的对比检测不难看出超声波能在红外线测温仪检测出来温度之前就能检测到因绝缘损坏和松动产生的超声波信号。
九、2003年－2004年全国牵引供电系统事故分析和解决方案：
2003年电气化铁路因为变电所故障所导致系统停电次数累计41次，停电1986分钟，停电平均时间为82分钟。2004年因为变电所故障停电次数为32件，停电902分钟，故障平均停电时间为68分钟，波及面和损失非常大。
针对牵引变电所的故障分析，可以采取以下措施来提高其供电可靠度： ①采用超声波检测仪器，提高设备的运行可靠性。认真做好日常运行维护工作，提高设备健康水平，运行人员加强巡视维护质量，可以及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性。 ②全方位配合开展设备状态检修，利用绝缘在线监测、带电测试和超声波检测仪监测发热点等措施，加强对设备的监测工作。
针对接触网的故障分析，可以采取以下措施来提高其供电可靠度： ①设计标准，如风速选值，最大受风偏移量，接触网最大跨距，锚段长度，下锚偏角，设计拉出值等技术参数都需要认真研究。 ②选用耐腐蚀的优质材料，采用表层防腐处理，定期清扫接触网。 ③有计划地对接触网上的各个连接部位及线夹进行有效的实时监控，利用超声波检测仪及时发现线夹松动和绝缘损坏的早期放电现象，起到预防设备故障的发生。 十、超声波在国内外针对电气化牵引供电现场检测中检测出来的问题： ①UE超声波检测仪在中铁电气化运营公司济南维管段变电所高压室对馈线母排进行了检测，发现因松动发出的超声波，运行工人利用绝缘棒对松动的母排进行挤压，超声波信号消失，下来对松动部位进行加垫片紧固后超声波信号完全消失。 ②UE超声波检测仪在中铁电气化运营公司南昌维管段对变电所――接触网之间的馈电线连接部位进行了检测，利用仪器的调节旋钮把设备周围的电磁场声音屏蔽后，能清晰的听到连接部位因松动发出的连续放电声音，要求运行人员到检修时间着重对此部位进行检修。 ③UE超声波在中铁电气化运营公司秦沈维管段220KV变电站高压室现场检测中，发现穿墙套管有异常声音，输电线绝缘子串有因机械松动发出的电晕声音。 ④UE超声波检测仪在广州东站检测户外开闭所现场，对户外开闭所5#柜进行了超声波扫描，延柜门缝隙进行逐一扫描，听见有不正常放电声音，具体声音是连续的“油炸”声，和负责人了解后，初步判断是上隔离开关动静触头部位有松动导电不好或没有闭合到位产生局部放电，建议下次检修时重点检查上隔离开关动静触头以及排查断路器熔断装置。在对9#柜进行逐行扫描时也听到上隔离开关有轻微的“油炸”声，造成这种声音的原因和5#柜一样是隔离开关开关动静触头接触不好有松动造成局放，但声音没有5#柜那么严重，建议下次检修时排查下9#柜的上下隔离开关和断路器。通过扫描，未发现接收到其他柜的超声波信号，属于正常。
⑤在对接触网上的电连接器进行初步扫描时，发现离开闭所4米左右内一处电连接器有“油炸”声，通过超声波远距离扫描模组一对一扫描时，声音更加清晰，后和现场工作人员了解后，诊断为螺丝没有拧紧松动造成，建议下次维护时对该电连接器进行重点检修，其他电连接器和绝缘子没有收到异常超声波信号，应属正常。
⑥在高压室里对变压器、隔离开关、支撑绝缘子、母排、穿墙套管等连接部位进行扫描时，发现靠西面房间问题很多，主要在隔离开关的连接部位还有穿墙套管的接线板部，持续的“油炸”声是连接部位松动造成的，如果这样长时间运行，除了耗能外，因为局放产生臭氧和氮气形成硝酸根，对电气设备进行长时间的腐蚀，严重的后果是产生电弧造成电气的烧伤。现场工作人员也拿着设备进行全面的扫描，问题确实存在。在对东面房间进行扫描时，没有西面那么严重，但也有轻微响声，特别值要注意的是第三跟穿墙套管有松动现象，听见连续的“油炸”声。作为UE超声波检测仪器的厂家代理，我们本着负责的态度提醒了现场人员，下次检修时必须严格检修，松动地方要赶快按照要求清洁后涂抹导电膏螺丝拧紧，需要更换的部件一定要更换。
电气化铁道中，接触网线路是在力与电的双重作用下工作的，机械故障和电气烧故障构成了接触网故障的主体。由于各种原因，电气化线路已经多次出现吊弦、电联结、接触线、承力索等电气烧伤。因烧伤后不易发现，烧伤部位长期通电运行，最终导致烧伤部分超限，从而引起接触网断线等事故发生。因此，如何防治接触网设备电气烧伤是关系电气化铁路正常运营的一个重要课题。 加强检查和处理 建立检查与检修相互制约机制，落实状态修中的检查要求，通过检查发现设备缺陷，及时检修处理。可使用超声波检测仪对锚段关节、电连接器等有关部位，利用超声波高频短波的特性，监测电气联接的性能和状态，以便及时发现问题。发生接触网回流线、架空地线被盗后，立即检查清理断线头，以防侵入带电体进行放电。http://www.wangjunwei1968.cn | 
发表于 2009-4-8 10:57:18