張德權(quán) 上?？蛯＞S修基地

滬寧高鐵，2010年7月1日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，最高運(yùn)行速度350 km/h，每天開(kāi)行動(dòng)車組列車108對(duì)。開(kāi)通半年多時(shí)間后，在無(wú)錫、鎮(zhèn)江、蘇州等站，出現(xiàn)了多處絕緣節(jié)燒熔問(wèn)題。本文以無(wú)錫站為例，對(duì)這一現(xiàn)象及其原因進(jìn)行分析研究。

1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

（1）回流切斷點(diǎn)設(shè)置情況

滬寧高鐵無(wú)錫車站為7股道車站（見(jiàn)圖1），正線IG、IIG回流通道無(wú)切斷，全站回流切斷的位置共計(jì)5處，均為一端有空扼流，一端無(wú)空扼流的方式，切斷位置如下：

5G、6G在股道盡頭上行信號(hào)機(jī)處切斷回流通道；

4G、7G在連接正線的道岔彎股處切斷回流通道；

3G在股道外方岔區(qū)與進(jìn)入7G的道岔連接處切斷回流通道。

圖1 無(wú)錫站回流切斷點(diǎn)設(shè)置情況

（2）回流點(diǎn)設(shè)置情況

上行方向在上行出站后約300 m處，212號(hào)、170號(hào)桿塔處，通過(guò)上下行設(shè)置空扼流構(gòu)成完全橫向連接后連接至PW線。

下行方向在車站內(nèi)，IG、IIG間通過(guò)橫向連接構(gòu)成的回流連接。在61號(hào)、52號(hào)桿塔處，通過(guò)已有扼流中心點(diǎn)構(gòu)成橫向連接（無(wú)接地）后連接至PW線。

（3）絕緣節(jié)處燒熔情況

無(wú)錫站所有扼流中心點(diǎn)有連接的絕緣節(jié)處均無(wú)放電燒熔的情況，中心板連接良好。在設(shè)有回流切斷點(diǎn)的5處絕緣節(jié)處均存在放電燒熔情況，均為列車運(yùn)行時(shí)輪對(duì)離開(kāi)的那側(cè)鋼軌。

最嚴(yán)重的是13號(hào)道岔前端連接正線的絕緣切斷處，已經(jīng)將絕緣片碳化，軌面有燒熔的凸凹，鋼軌切面處也有放電燒熔的痕跡（見(jiàn)圖2）。

圖2 13號(hào)道岔前端絕緣燒熔情況

觀察動(dòng)車組經(jīng)過(guò)13號(hào)道岔前端連接正線的絕緣切斷處時(shí)，動(dòng)車組前部和中部的部分輪對(duì)經(jīng)過(guò)該絕緣節(jié)時(shí)會(huì)在輪軌接觸位置出現(xiàn)高亮的弧光。

2 測(cè)試分析

通過(guò)對(duì)無(wú)錫車站4G的回流情況（測(cè)試點(diǎn)設(shè)在4G的上行咽喉側(cè)）進(jìn)行反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，車體進(jìn)入股道前，無(wú)電流流經(jīng)測(cè)試點(diǎn)，列車全部經(jīng)過(guò)了13號(hào)岔前的絕緣節(jié)位置以后，測(cè)試點(diǎn)無(wú)電流，一個(gè)完整的電流流經(jīng)波形如圖3所示，記錄了列車駛?cè)牒婉偝稣麄€(gè)過(guò)程中流經(jīng)測(cè)試點(diǎn)的電流情況。

圖3 車列駛?cè)?出股道（含經(jīng)過(guò)13號(hào)岔前）的完整回流情況

由于動(dòng)車組的動(dòng)力是分散的，泄流也是分散的，類似多個(gè)順序排列的電流源，因此，在動(dòng)車組逐節(jié)駛出絕緣節(jié)的過(guò)程中，牽引回流呈階梯狀下降，直至車列完全駛出，動(dòng)車組從股道啟動(dòng)至駛出13號(hào)岔前絕緣節(jié)的過(guò)程中4G回歸電流分布如圖4所示。

圖4 4G回歸電流分布圖

從測(cè)試情況看，8：39發(fā)車的動(dòng)車組經(jīng)過(guò)約24 s左右時(shí)間達(dá)到最大電流433 A，此時(shí)第一泄流輪對(duì)越過(guò)絕緣節(jié)（燒熔位置），再經(jīng)過(guò)約10 s左右時(shí)間，車列全部越過(guò)絕緣節(jié)，電流從433 A下降為零。

表 1 是 6：30-15：00 時(shí)段內(nèi)，駛?cè)牒婉偝鰰r(shí)最大電流統(tǒng)計(jì)情況。

表1 最大電流統(tǒng)計(jì)

表2是按次統(tǒng)計(jì)電流最大值和平均值情況。

表2 統(tǒng)計(jì)電流最大值和平均值

3 結(jié)論

根據(jù)調(diào)查、測(cè)試及分析，得出如下結(jié)論：

（1）在牽引回流切斷點(diǎn)處出現(xiàn)電流切斷拉弧是在單端"一頭堵"的回流設(shè)計(jì)原則下的通用問(wèn)題，未斷開(kāi)的位置無(wú)拉弧燒熔現(xiàn)象。

所有有電流切斷點(diǎn)的位置均有燒熔現(xiàn)象，但位置不同燒熔程度差別較大。未斷開(kāi)的位置兩處有中心板連接，不存在回流通路的切換，因此該處不會(huì)有閃弧情況出現(xiàn)。

（2）有燒熔痕跡處均為列車運(yùn)行時(shí)輪對(duì)離開(kāi)的鋼軌側(cè)。

燒熔絕緣是電流切斷拉弧造成。在列車通過(guò)該處絕緣節(jié)時(shí)，電流流向在絕緣節(jié)兩側(cè)區(qū)段切換，在切斷本段已建立回流電流通道時(shí)發(fā)生切斷拉弧。

（3）出發(fā)進(jìn)路上切斷點(diǎn)的鋼軌燒熔程度要比接車進(jìn)路上切斷點(diǎn)的鋼軌燒熔程度嚴(yán)重。

①主要原因是列車經(jīng)過(guò)上行出站進(jìn)路上的切斷點(diǎn)時(shí)比經(jīng)過(guò)下行進(jìn)站進(jìn)路上的切斷點(diǎn)時(shí)電流大造成。

列車在下行接車進(jìn)路上通過(guò)牽引回流斷點(diǎn)時(shí)為減速階段，通過(guò)對(duì)4G牽引回流的測(cè)試分析，在接車時(shí)牽引回流較小，平均電流為55 A，最大電流為91 A。

列車在上行發(fā)車進(jìn)路上通過(guò)牽引回流斷點(diǎn)時(shí)為提速階段，電流較大，平均電流達(dá)到243 A，是接車平均電流的4.4倍，最大電流為433 A，是接車最大電流的4.8倍。

②列車運(yùn)行頻次（4G+6G）大于(5G+7G）是次要原因。每月分別為（4G+6G）：2039 次，（5G+7G）：965 次。

（4）通過(guò)進(jìn)一步調(diào)查分析，滬寧高鐵鎮(zhèn)江、常州等站燒熔絕緣原因與無(wú)錫站相同。

4 建議采取措施

絕緣節(jié)兩側(cè)拉弧燒熔會(huì)影響相鄰區(qū)段的軌端絕緣，更加不容忽視的是可能使接頭部位鋼軌機(jī)械性能受到影響，縮短鋼軌使用壽命，給線路的安全性造成隱患，且隨時(shí)間推移對(duì)鋼軌的傷害將大大增加。另外，由于廣泛采用膠粘絕緣，更換困難且施工量大、施工時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)行車影響很大，為維修帶來(lái)了很大的負(fù)擔(dān)?？梢詮娜缦聝蓚€(gè)方面入手加以解決：

（1）合理布置該牽引回流切斷點(diǎn)的位置，設(shè)置于列車電流較小的區(qū)域，能夠有效改善拉弧燒熔程度。

修改牽引回流切斷點(diǎn)設(shè)置原則，宜將切斷點(diǎn)設(shè)置在接車進(jìn)路側(cè)的股道上，兼顧考慮到反向發(fā)車情況，不宜將切斷點(diǎn)設(shè)置在進(jìn)路上的岔前絕緣處。為了確保不會(huì)通過(guò)車體連通迂回回路，不宜將回流切斷點(diǎn)設(shè)置在股道中心的分割點(diǎn)上。

（2）取消牽引回流的切斷點(diǎn)，消除由于大電流轉(zhuǎn)換切斷造成拉弧的根源。

設(shè)置側(cè)線彎股牽引回流切斷點(diǎn)的原因，是為了避免由于相鄰股道構(gòu)成迂回回路造成斷線無(wú)法檢查的問(wèn)題。建議研制采用新型站內(nèi)軌道電路系統(tǒng)，即使存在迂回回路，也能確保斷線檢查，無(wú)需進(jìn)行牽引回流的切斷，徹底解決該類問(wèn)題。