分段絕緣器設(shè)備介紹

分段絕緣器和分相絕緣器(簡稱分段、分相絕緣器)是電氣化鐵路的主要設(shè)備，但種類繁多，有進(jìn)口，也有國產(chǎn)，它們在我國電氣化鐵路上都起著非常重要的作用。通過參加京鄭、廣深、湘黔、成昆、神朔、外福等開通線的檢測，發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)最多最大的地方就是分段、分相絕緣器處，為解決好弓網(wǎng)受流，此問題必須認(rèn)真研究解決。根據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及與施工人員的共同分析，大硬點(diǎn)的形成主要是由分段、分相絕緣器的安裝所引起。分段、分相絕緣器有缺陷，質(zhì)量集中，不易安裝調(diào)整，若安裝有缺陷，易形成較大硬點(diǎn)，使機(jī)車受電弓不能平穩(wěn)通過，嚴(yán)重時(shí)還將影響弓網(wǎng)的安全性。當(dāng)施工人員對在檢測中存在的問題調(diào)整處理后，再次檢測時(shí)受電弓即能平穩(wěn)通過，硬點(diǎn)值明顯降低，由于檢測車的檢測，絕緣器的安裝調(diào)試。總之，分段、分相絕緣器除本身固有的缺點(diǎn)外，施工安裝是非常重要的環(huán)節(jié) 。

分段絕緣器一般設(shè)在：

（1）貨物線及進(jìn)行裝卸作業(yè)的線路。

（2）機(jī)車整備線或有備用水鶴的線路。

（3）同一車站不同車場之間的分段。

（4）上下行之間分區(qū)。

（5）采用絕緣錨段關(guān)節(jié)有困難的車站正線及段管線等。

接觸網(wǎng)檢測車采用在受電弓滑板下方安裝加速度傳感器來測量受電弓受到的沖擊力，從而判定硬點(diǎn)值。受電弓為質(zhì)量輕、跟隨性好的雙滑板型高速受電弓，它保證了所受的沖擊加速度能良好地傳遞給傳感器。加速度傳感器為壓電式晶體傳感器，具有失真小、頻譜響應(yīng)好的特點(diǎn)。量程為200g，最低分辨率為1g 。

1.消弧角安裝不平整

消弧角主要用于消除電力機(jī)車受電弓通過時(shí)引發(fā)的電弧，通常消弧元件作為零配件單獨(dú)進(jìn)行組裝，其4個消弧角組件由于分別安裝固定在絕緣器側(cè)面的4個角邊，根據(jù)絕緣器的安裝要求“各消弧角在空間必須組成一個平面與線路平面平行”，由于4個角隙必須安裝在同一個平面內(nèi)，困難較大，因此經(jīng)常存在安裝不平整的問題，消弧角不是翹起就是低頭，當(dāng)受電弓通過時(shí)，分段、分相絕緣器由于受到抬升力的影響向上抬起，造成絕緣器的重心有所偏斜形成較大的硬點(diǎn)，嚴(yán)重影響弓網(wǎng)的安全，如京鄭線、成昆線安裝的法國吉斯瑪公司生產(chǎn)的分段絕緣器在檢測時(shí)就發(fā)現(xiàn)由于消弧角安裝不平整而形成較大硬點(diǎn)，京鄭線正定至新安村區(qū)間在檢測車以時(shí)速40km/h運(yùn)行時(shí)測得硬點(diǎn)值為28g，而成昆線個別地方硬點(diǎn)形成的沖擊已達(dá)到了34g，使受電弓滑板受撞擊后發(fā)生了變形。

2.吊弦安裝受力不均

接觸網(wǎng)在直線段上承力索與接觸線往往不在同一個垂面內(nèi)，通常呈斜鏈形狀，因此懸掛絕緣器的吊弦在絕緣器左右兩側(cè)不等長，造成吊弦的承載力不一樣，可能某一邊的吊弦承載力會加大，使絕緣器工作平面不能與線路平面平行，即使表面上看似平行，但是當(dāng)電力機(jī)車受電弓通過時(shí)由于吊弦的受力不均勻，絕緣器在受電弓向上的抬升力作用下也有可能發(fā)生傾斜，影響受電弓在絕緣器處的平穩(wěn)過渡。如成昆線在檢測密馬龍車站3道的法國分段絕緣器時(shí)，當(dāng)受電弓通過時(shí)吊弦卸載程度較大，分段絕緣器發(fā)生傾斜，影響了受電弓在絕緣器處的平穩(wěn)過渡。

3.絕緣器安裝高度過大

分段、分相絕緣器作為一個絕緣器件，質(zhì)量分布較為集中，與接觸線連接后由于本身自重的原因?qū)⑹菇佑|線產(chǎn)生一個較大的下墜弧度，絕緣器將形成較大的硬點(diǎn)。因此絕緣器安裝時(shí)皆考慮安裝高度必須大于接觸線高度，瑞士分段絕緣器的高出值已達(dá)到70mm，這樣使受電弓通過時(shí)與抬升后的接觸線高度一致。然而，通過多條施工線的測定表明，在機(jī)車時(shí)速低于80km，接觸線張力小于13kN的接觸網(wǎng)，受電弓對接觸線的最大抬升量平均只達(dá)到了30-40mm,懸掛點(diǎn)附近則更小，而在絕緣器附近電力機(jī)車皆為低速通過，受電弓對接觸線的抬升量將更小。這樣，如果絕緣器安裝高度過大，則受電弓將在瞬間產(chǎn)生一個向上的沖擊分量，撞擊絕緣器打弓。

4.絕緣器的滑道與絕緣滑道安裝高度不相等

絕緣器的滑道與絕緣滑道通常在現(xiàn)場進(jìn)行安裝，但由于受現(xiàn)場條件及安裝人員的水平所限，經(jīng)常容易造成兩者之間銜接不平滑，高度不一致。神朔線曾發(fā)生過一起由于分相絕緣器絕緣滑道安裝高度過低，當(dāng)檢測車受電弓以20km/h通過時(shí)造成較大的打弓現(xiàn)象，硬點(diǎn)值達(dá)到了30g。

5.分段絕緣器安裝調(diào)整存在方向問題

通過電化局檢測車的檢測發(fā)現(xiàn)，我國使用的仿英菱形分段絕緣器在安裝時(shí)大部分存在方向問題。當(dāng)受電弓正向通過時(shí)分段絕緣器較為平穩(wěn)，受電弓所受的沖擊較小;而當(dāng)受電弓逆向通過時(shí)受到的沖擊較大，打弓現(xiàn)象較明顯。如外福線福州站6道，當(dāng)檢測車以20-30km的時(shí)速正向通過時(shí)，受電弓所受的沖擊加速度為6-8g，而逆向則為15-18g。據(jù)分析，這主要與分段絕緣器安裝位置有關(guān)。分段絕緣器一般安裝在懸掛點(diǎn)附近，由于該處靜態(tài)彈性梯度較大，形成兩端接觸線彈性不一樣，當(dāng)受電弓從兩個不同的方向通過時(shí)，受電弓對接觸線的抬升力不一樣，使接觸線的抬升量有所不同。順向時(shí)抬升量小一些，受電弓從接觸線過渡到分段絕緣器的導(dǎo)高變化量要小，因此所受的沖擊較小。而逆向時(shí)接觸線抬升量較大，受電弓從接觸線過渡到分段絕緣器的導(dǎo)高變化量要大。這樣造成的沖擊加速度也較大。

6.安裝采用的緊線器不標(biāo)準(zhǔn)

多條開通線的檢測發(fā)現(xiàn)，不少地方采用安裝下錨的緊線器進(jìn)行分段、分相絕緣器的安裝，緊線器夾到的接觸線極易受損傷而變彎曲，這樣將會使絕緣器附近形成一個人為的接觸線硬點(diǎn)，因此最好使用專用的安裝工具夾住接觸線進(jìn)行分段、分相絕緣器的安裝。

(1)組織專人攻關(guān)和加強(qiáng)培訓(xùn)

分段、分相絕緣器的安裝是一個技術(shù)性較強(qiáng)的工作，不同的線路采用的絕緣器類型可能不同，因此在安裝前一定要組織技術(shù)人員對安裝的工藝流程進(jìn)行攻關(guān)，并對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗操作。

(2)研制高可靠性絕緣器

從我國使用的分段、分相絕緣器及多條開通線的情況來看，國產(chǎn)絕緣器在安裝的平穩(wěn)性、受電弓所受的沖擊加速度等方面都比國外的絕緣器可靠性差，如京鄭線、成昆線等地方使用的法國吉斯瑪公司分段絕緣器產(chǎn)生的沖擊加速度要比神朔線、外福線小，受電弓基本都能夠平穩(wěn)通過，而神朔線、外福線使用國產(chǎn)分段、分相絕緣器產(chǎn)生的硬點(diǎn)值都較大，平均都在25g以上，嚴(yán)重影響弓網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，因此研制高可靠性絕緣器非常必要。

(3)每安裝完一組絕緣器后，必須用長600mm的水平尺模擬受電弓滑過絕緣器工作面，保證接觸可靠及在各元件的銜接處無硬點(diǎn)。對于個別不平滑的消弧角處可用平銼進(jìn)行打磨處理，不能處理時(shí)，必須拆除再進(jìn)行安裝調(diào)整。

(4)可適當(dāng)降低絕緣器的高度。受電弓在70N的靜態(tài)接觸壓力下對正線接觸線的抬高量為30mm，對側(cè)線的抬高量為40-50mm，因此絕緣器的安裝抬高量可參考這一值適當(dāng)降低，不須達(dá)到70mm。在外福線電化局施工管段內(nèi)分段、分相絕緣器打弓的現(xiàn)象較少，硬點(diǎn)值相對較小。經(jīng)分析是施工人員把分段、分相絕緣器的安裝高度降低至與接觸線基本等高，這種方法亦可借鑒。

(5)認(rèn)真調(diào)整斜吊弦的受力，使絕緣器在橫向兩側(cè)受力均勻，當(dāng)受電弓通過時(shí)不致傾斜。在安裝分段絕緣器時(shí)，適當(dāng)調(diào)整靠跨中側(cè)的受力，在直線段安裝絕緣器時(shí)，建議斜鏈形懸掛改為直鏈形懸掛，使接觸線的彈性適當(dāng)加大，從而使絕緣器兩側(cè)受力保持均勻 。

架空接觸網(wǎng)并非是一條完整的閉合線路，而是人為地劃分為很多區(qū)段，而每一區(qū)段則以分段絕緣器（直流電適用；部分地區(qū)俗稱“龍蝦位”）或中性區(qū)（交流電適用）隔開。設(shè)置分段絕緣的主要用意是：假若某一路段電力供應(yīng)有故障或因需要進(jìn)行維修而斷電，那么，所影響的范圍只是該區(qū)域，分段絕緣器后的另一區(qū)域則不會受斷電影響。車輛在駛經(jīng)分段絕緣時(shí)，受電器會有一瞬間同時(shí)接觸兩個區(qū)段之電力，直接把它們短路，但由于受電器駛過區(qū)段絕緣器只需很短時(shí)間，該直接短路對車輛而言沒有影響，只是偶爾在受電器上產(chǎn)生火花，但這屬于正常。

單相跌落式分段器外形與熔斷器相似 : 它只能手動合閘, 由電子控制裝置對故障電流次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)和分閘。

當(dāng)回路出現(xiàn)第一次故障電流時(shí), 電流互感器檢測出信號, 送給控制電路, 保護(hù)設(shè)備分閘后, 控制電路完成一次計(jì)數(shù), 分段器不分閘。故障電流消失后, 記憶電路保持15S 、25 S后恢復(fù)到初始狀態(tài)。如瞬時(shí)性故障, 即使計(jì)數(shù)一次, 分段器繼續(xù)正常使用。如永久性故障, 第二次故障電流出現(xiàn), 控制電路進(jìn)行第二次計(jì)數(shù)。當(dāng)保護(hù)設(shè)備分閘后約0 .07 S,

控制電路發(fā)出信號引爆觸發(fā)分閘啟動器, 釋放分閘門, 使載流管跌落, 隔離故障。分段器跌落后, 待故障消除后卸下載流管, 更換新的分閘啟動器, 方可投入使用。