鄧長安

0 引言

國內(nèi)早期的電氣化鐵路中， 接觸網(wǎng)電分相主要采用器件式。器件式電分相由分相絕緣器組成，具有集中荷載，每個分相絕緣器與導(dǎo)線有2 個接頭，在接頭處形成硬點(diǎn)，引起接頭線夾處接觸線的磨耗加劇，當(dāng)機(jī)車高速通過時，硬點(diǎn)易撞擊機(jī)車受電弓，引起受電弓損壞，嚴(yán)重時甚至引起弓網(wǎng)故障[1]，而且分相絕緣器有機(jī)絕緣桿件易被污染而發(fā)生閃絡(luò)，器件式電分相適用速度小于120 km/h 的鐵路及困難區(qū)段[2]。

隨著國內(nèi)電氣化鐵路的提速改造，器件式電分相已不能滿足列車高速運(yùn)行要求，逐漸被錨段關(guān)節(jié)式電分相所取代。錨段關(guān)節(jié)式電分相消除了器件式電分相存在硬點(diǎn)的問題，提高了接觸網(wǎng)的彈性，改善了弓網(wǎng)關(guān)系，延長了受電弓的使用壽命，將會得到更廣泛的應(yīng)用。

本文以京廣線郴韶段接觸網(wǎng)大修工程坪石—羅家渡區(qū)間上行線的器件式電分相改造為例，結(jié)合既有線接觸網(wǎng)施工特點(diǎn)，對采用“天窗”點(diǎn)逐步將器件式電分相改造成八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相的施工方法進(jìn)行探討和研究。

1 現(xiàn)場調(diào)查

電分相改造前，對既有線接觸網(wǎng)的現(xiàn)場調(diào)查情況如下：

（1）電分相位置。坪石—羅家渡區(qū)間上行線172#支柱，K1967＋089，既有器件式電分相位于羅家渡車站北端，由2 個分相絕緣器構(gòu)成，與進(jìn)站信號機(jī)間距離大于300 m。

（2）線路條件。行車方向坡度為2‰，曲線半徑為600 mm。

（3）坪羅區(qū)間Ⅱ－4 錨段下錨位置：羅家渡站場8#支柱；羅家渡站場Ⅱ錨段下錨位置：羅家渡站場2#支柱。

（4）坪羅區(qū)間170#支柱有既有（已廢除）的分區(qū)亭供電線隔離開關(guān)，羅家渡站場6#支柱有既有避雷器1 組。

（5）按照廣州鐵路集團(tuán)下達(dá)的《郴韶段接觸網(wǎng)大修標(biāo)準(zhǔn)》的通知，坪石—羅家渡接觸網(wǎng)大修主要更換容量和高度不夠的支柱，全部的承力索和接觸線，以及將環(huán)節(jié)吊弦全部更換成整體吊弦。

根據(jù)調(diào)查可知，電分相裝置位于坡度為2‰的坡道上，與羅家渡進(jìn)站信號機(jī)間距離大于300 m，符合鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范關(guān)于接觸網(wǎng)電分相裝置設(shè)置要求[2]。

2 2 種電分相結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

既有器件式電分相由2 個分相絕緣器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較為簡單（如圖1 a 所示），其中性區(qū)很短，特別適合在重載、大坡度區(qū)段使用，但是具有集中重量，影響該處接觸網(wǎng)的彈性。八跨錨段關(guān)節(jié)是利用2 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)重疊2 跨組成（如圖1 d 所示），結(jié)構(gòu)復(fù)雜，中性區(qū)較長，尤其是對無電區(qū)的拉出值、絕緣距離等參數(shù)的設(shè)計要求高，八跨錨段關(guān)節(jié)電分相在中心柱處設(shè)置35 m 的無電區(qū)。關(guān)節(jié)式電分相采用空氣作為絕緣間隙，消除了器件式電分相存在的硬點(diǎn)問題，很好地改善了弓網(wǎng)關(guān)系。

圖1 電分相平面示意圖

3 電分相改造施工方案

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查及對現(xiàn)場情況的分析，坪石—羅家渡間器件式電分相改造施工方案按照先架設(shè)區(qū)間端新錨段的承力索和接觸線，并將區(qū)間端舊錨段中帶分相絕緣器的一段改造成臨時渡線錨段（中性錨段），形成八跨分相錨段關(guān)節(jié)中的1 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)，然后再架設(shè)站場端新錨段的承力索和接觸線，并與臨時渡線錨段形成八跨分相錨段關(guān)節(jié)中的另外1 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)，并使2 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)重疊2 跨，形成八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相，最后更換臨時渡線錨段的承力索和接觸線，完成器件式電分相的改造。

根據(jù)施工方案，細(xì)化施工內(nèi)容后可知，利用“天窗”點(diǎn)進(jìn)行器件式電分相改造必須嚴(yán)格按照“區(qū)間承力索—臨時渡線承力索—區(qū)間接觸線—臨時渡線接觸線—站場承力索—站場接觸線—渡線接觸線—渡線承力索”的施工步驟進(jìn)行。在站場承力索、接觸線更換施工完畢前，斷、合標(biāo)不得移動，仍按原電分相位置斷電力機(jī)車主斷路器，否則會造成相間短路。

電分相改造施工方案示意如圖2 所示。

圖2 電分相改造施工方案示意圖

4 施工方法

4.1 “天窗”要求

器件式電分相改造采用多個“天窗”逐步施工完成。申請的“天窗”要求如下：

（1）“天窗”類型是V 型“天窗”或垂直“天窗”。

（2）“天窗”時間≥110 min。

（3）停電封鎖范圍為電分相兩端供電臂，包括坪石—羅家渡區(qū)間、羅家渡站場及羅家渡—土嶺區(qū)間上行線。

4.2 施工準(zhǔn)備

（1）更換區(qū)間160#支柱—站2#處支柱容量和高度不符合設(shè)計要求的支柱，在站2#支柱與站4#支柱間距離4#支柱15 m處增加1 根H60 型支柱（站2-1#）作為渡線下錨柱。

（2）拆除170#支柱上的隔離開關(guān)、站6#支柱的避雷器及供電線等設(shè)備和附加導(dǎo)線。

（3）按要求對160#支柱、166#支柱、170#支柱和站2-1#支柱安裝下錨拉線，并預(yù)緊至合適值。

（4）根據(jù)設(shè)計院的設(shè)計圖紙[3]，安裝162#支柱—站2#支柱間各支柱腕臂裝配，使其符合關(guān)節(jié)式電分相各支柱的裝配要求，并按照表1 將參數(shù)調(diào)整到位。

表1 電分相關(guān)節(jié)處接觸網(wǎng)各懸掛點(diǎn)參數(shù)表

（5）將既有的承力索改移到設(shè)計位置，即將162#支柱—站2#支柱的既有承力索改移到渡線腕臂上，參數(shù)調(diào)整到設(shè)計值，并將對應(yīng)的接觸線拉出值調(diào)整為+400 mm，為臨時渡線做好準(zhǔn)備。

（6）安裝162#支柱的隔離開關(guān)，但不接隔離開關(guān)電連接線。

需要注意的是，在164#支柱和172#支柱的安裝圖號為f 處，為保證非限位特型定位器內(nèi)2 支接觸線的絕緣距離達(dá)到500 mm，渡線接觸線只能抬高150 mm，但能夠滿足電分相要求，在施工中盡量將其值靠近300 mm。

分相區(qū)段拉出值的確定原則：該電分相位置的曲線半徑600 m，跨距49 m，必須確保164#支柱—172#支柱間任何位置工作支的拉出值不大于450 mm。

4.3 施工步驟

器件式電分相改造為八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相過程示意如圖1 所示。根據(jù)示意圖制定施工步驟如下。

4.3.1 更換區(qū)間方向接觸懸掛

（1）架設(shè)區(qū)間Ⅱ－4 錨段（170#支柱～116#支柱）的承力索。

（2）倒換區(qū)間Ⅱ－4 錨段（170#支柱～116#支柱）的承力索，安裝整體吊弦。

（3）剪掉160#支柱—116#支柱舊承力索，在160#支柱做舊承力索硬錨，形成160#支柱—站場8#支柱的承力索錨段做臨時渡線的承力索用，復(fù)核160#支柱—170#支柱五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)的拉出值、絕緣距離、承力索的參數(shù)值是否達(dá)到行車過弓要求，并調(diào)整；做166#支柱—168#支柱間的新承力索分段絕緣。

（4）架設(shè)區(qū)間Ⅱ—4 錨段（170#支柱—116#支柱）的接觸線。

（5）倒換區(qū)間Ⅱ—4 錨段（170#支柱—116#支柱）的接觸線，倒換整體吊弦。

（6）剪160#支柱—116#支柱舊接觸線，在160#支柱做舊接觸線硬錨，形成160#支柱—站場8#支柱的接觸線錨段做臨時渡線的接觸線用，調(diào)整160#支柱—170#支柱五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)參數(shù)到位，在162#支柱處增加2 組錨段關(guān)節(jié)電連接，做166#支柱—168#支柱間的接觸線分段絕緣。

完成上述施工步驟后，形成臨時的中性錨段，并改造構(gòu)成八跨錨段關(guān)節(jié)的第1 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)（160#支柱—170#支柱）。

4.3.2 更換站場方向接觸懸掛

（1）架設(shè)站Ⅱ錨段（區(qū)間166#支柱—雷公尖隧道壁之間）的承力索，要求先預(yù)制166#支柱—168#支柱間的分段絕緣，再調(diào)整172#支柱、站2#支柱間的2 支承力索的絕緣距離滿足500 mm。

（2）倒換站Ⅱ錨段（區(qū)間166#支柱—雷公尖隧道壁之間）的承力索，安裝166#支柱—站4#支柱的環(huán)節(jié)吊弦。

（3）剪站Ⅱ錨段的舊承力索。

（4）架設(shè)站Ⅱ錨段（區(qū)間166#支柱—雷公尖隧道壁）的接觸線，要求先預(yù)制166#支柱—168#支柱間的分段絕緣，并與承力索的分段絕緣平齊，再調(diào)整166#支柱—站2#支柱間的2支接觸線的水平絕緣距離滿足500 mm，并將接觸線抬高600 mm，受電弓從舊接觸線取流。

（5）倒換站Ⅱ錨段的接觸線。

（6）剪站Ⅱ錨段舊接觸線并收回。

4.3.3 渡線施工

（1）渡線調(diào)整：將站8#支柱下錨改移到站2-1#支柱，做好162#支柱、站2#支柱處的分段絕緣，調(diào)整162#支柱—站2#支柱2支懸掛的參數(shù)值符合新分相要求，拆除既有分相絕緣器，用接觸線代替，拆除162#支柱處的2 組臨時電連接，連接162#支柱隔離開關(guān)電連接，改移斷、合標(biāo)至新位置，應(yīng)提前發(fā)電報通知司機(jī)按新分相運(yùn)行。

（2）架設(shè)160#支柱—站2-1#支柱間的渡線錨段接觸線，倒換吊弦，剪舊線并收回，做好162#支柱、站2#支柱處的分段絕緣。

（3）架設(shè)160#支柱—站2-1#支柱間的渡線錨段承力索，倒換吊弦，剪舊線并收回，做好162#支柱、站2#支柱處的分段絕緣。

（4）將渡線錨段的環(huán)節(jié)吊弦全部更換為整體吊弦。

完成上述施工步驟后，改造構(gòu)成八跨錨段關(guān)節(jié)的第2 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)（166#支柱—站2-1#支柱），且2 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)重疊2 跨（166#支柱—170#支柱），從而構(gòu)成了八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相。

根據(jù)上述施工方案和施工方法，成功地將京廣線坪石—羅家渡區(qū)間上行線的器件式電分相改造成八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相。改造前的器件式電分相中心在坪羅區(qū)間172#支柱處（K1967＋089），改造后的八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相中心在坪羅區(qū)間168#支柱處（K1966＋996），改造后的電分相中心向北移動了2 個跨距。采用同樣的方法可以完成坪石—羅家渡區(qū)間下行線器件式電分相的改造。

5 施工技術(shù)要求

（1）在更換站場方向接觸懸掛時，一定要保證新接觸線與既有分相絕緣器的絕緣距離大于500 mm，且抬高500 mm，否則會發(fā)生相間短路。

（2）錨段關(guān)節(jié)式電分相絕緣錨段帶電部分的空氣絕緣間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，允許偏差+50 mm，轉(zhuǎn)化跨距內(nèi)2 條接觸線應(yīng)等高，允許偏差±20 mm，轉(zhuǎn)換柱非工作支抬高應(yīng)符合設(shè)計要求[4]。

（3）承力索、接觸線兩絕緣子串中心應(yīng)對齊，允許偏差±30 mm[4]。

（4）中性區(qū)的長度應(yīng)符合設(shè)計要求[4]。

6 結(jié)語

在利用“天窗”點(diǎn)進(jìn)行既有線接觸網(wǎng)大修改造過程中，根據(jù)器件式和錨段關(guān)節(jié)式電分相的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，采用把既有接觸網(wǎng)中帶有分相絕緣器的一段舊錨段作為臨時渡線錨段，先后改造出2 個五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)，并重疊2 跨構(gòu)成八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相的施工方案，順利的將器件式電分相改造成八跨絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相。新的關(guān)節(jié)式電分相投入運(yùn)營后，運(yùn)行狀況良好，整個改造過程既沒有影響既有線的運(yùn)行，又確保了施工質(zhì)量和安全，對今后器件式電分相改造提供了參考。

[1] 張紅森.電氣化鐵道接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式電分相運(yùn)營問題分析[J].西鐵科技，2006，（3）：9.

[2] TB10009-2005 鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[3] 鐵道第四勘察設(shè)計院.關(guān)節(jié)式電分相安裝示意圖（鐵四院衡廣化施圖（網(wǎng)）修－0500）[Z].武漢：鐵道第四勘察設(shè)計院，2003.

[4] TB10421-2003 鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國鐵道出版社，2004.