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        隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的冰害分析及防護(hù)措施

        2014-08-15 00:52:53鮑國(guó)平
        科技傳播 2014年12期
        關(guān)鍵詞:結(jié)冰接觸網(wǎng)絕緣

        鮑國(guó)平

        哈爾濱鐵路局牡丹江供電段,黑龍江牡丹江 157000

        0 引言

        在我國(guó)東北地區(qū),妨礙鐵路隧道安全供電的一個(gè)十分突出的問(wèn)題就是滲水結(jié)冰。每年10月中旬至次年4月初,是當(dāng)?shù)貧鉁刈畹偷臅r(shí)期,強(qiáng)風(fēng)降雪等惡劣天氣,使得接觸網(wǎng)受到結(jié)冰帶來(lái)兩方面的危害,一是線索覆冰;二是設(shè)備燒傷。前者造成的危害較小,可以通過(guò)提高其相關(guān)組成部分的強(qiáng)度得到保障;相比而言,后者是以不良的隧道施工質(zhì)量為依托,只要滲水就能結(jié)冰,一旦結(jié)冰就有可能侵入接觸網(wǎng)的絕緣距離,進(jìn)而導(dǎo)致短路放電燒壞線索。可見(jiàn)如何有效降低這一風(fēng)險(xiǎn),就能有效緩解冬季隧道供電事故頻發(fā)的壓力,為安全運(yùn)輸提供可靠保障。

        1 原因

        隧道凍害是在寒冷地區(qū)的山體內(nèi)水流和圍巖積水凍結(jié),引起隧道拱部掛冰等影響建筑物的正常使用和安全運(yùn)營(yíng)的病害,通常在隧道洞口附近較為嚴(yán)重。

        1.1 滲水原因

        1)隧道貫穿或途徑富含水的地層;

        2)隧道襯砌的防排水設(shè)施不健全;

        3)隧道襯砌質(zhì)量差、縫隙孔眼多;

        4)防水材質(zhì)性能差,數(shù)年就失效。

        1.2 結(jié)冰原因

        1)受高寒低溫影響,致使季節(jié)凍結(jié)圈的形成;

        2)隧道在初步設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)防凍問(wèn)題思慮不周。

        2 影響

        2.1 滲水影響

        1)雨后隧道內(nèi)部潮濕悶熱,使得接觸網(wǎng)線索、相關(guān)零部件氧化嚴(yán)重,縮短供電設(shè)備的使用壽命;

        2)隧道內(nèi)部的環(huán)境水本身具有侵蝕性,造成混凝土襯砌腐蝕損壞,進(jìn)一步地增大維修費(fèi)用;

        3)暴雨過(guò)后在洞內(nèi)排水不良地段,導(dǎo)致道床沉降破損、軌距變形超限,影響運(yùn)輸安全。

        2.2 結(jié)冰影響

        1)在嚴(yán)寒地區(qū)隧道滲水會(huì)導(dǎo)致拱部掛冰等情況的發(fā)生,輕則造成變電所短路跳閘;重則引起接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷而中斷供電影響行車;

        2)凍害會(huì)導(dǎo)致襯砌凍裂開(kāi)脹,使得結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性遭到破壞,嚴(yán)重威脅運(yùn)輸安全。

        3 措施

        3.1 預(yù)防滲水的措施

        3.1.1 適當(dāng)疏排

        1)地表水,采用疏導(dǎo)積水、填平溝谷、砌溝排水等措施;

        2)地下水,采用增設(shè)水溝、將單側(cè)溝改為雙側(cè)溝等措施。

        3.1.2 注漿堵水

        1)向襯砌背后圍巖注漿;

        2)向襯砌內(nèi)部注漿;

        3)向基底注漿。

        3.1.3 增防水層

        1)刷涂;

        2)刮壓;

        3)噴涂。

        3.2 預(yù)防結(jié)冰的措施

        作為在消除隧道冰害的補(bǔ)救措施,運(yùn)營(yíng)部門(mén)可根據(jù)結(jié)冰點(diǎn)的具體情況,有針對(duì)性地采取不同方式進(jìn)行除冰。

        3.2.1 打冰

        最有效的冰害處置措施就是打冰,使用除冰桿將侵入接觸網(wǎng)安全距離內(nèi)的冰柱敲斷,從而保證供電安全。

        1)停電人工打冰??紤]到人身設(shè)備安全,采取接觸網(wǎng)停電后人工通過(guò)絕緣工具擊斷冰柱,能夠有效除冰。缺點(diǎn)是浪費(fèi)人力,影響行車。

        2)帶電人工打冰。為減小對(duì)行車造成的干擾,采取接觸網(wǎng)帶電作業(yè)。該方法在一般情況下對(duì)行車沒(méi)有任何影響,但為了保證人身安全,實(shí)際操作時(shí)要求變電所撤除重合閘裝置,一定程度上降低了供電的可靠性。

        3.2.2 融冰

        在結(jié)冰速度快、危害大的地點(diǎn),增加發(fā)熱板融冰效果特別好。具體可根據(jù)不同結(jié)冰情況選用定時(shí)加熱裝置。運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)易于安裝且除冰徹底,能有效保證供電安全。缺點(diǎn)是增加新設(shè)備,需要一次性投資,運(yùn)行中耗電耗材還得后續(xù)維修。

        3.2.3 引流

        滲漏結(jié)冰給接觸網(wǎng)帶來(lái)的危害常以點(diǎn)狀出現(xiàn),故方便采用引開(kāi)水流的方法,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況增設(shè)引水板、引水槽、引水管等物,使冰柱遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)帶電部分,從而避免跳閘。該方法簡(jiǎn)單易行,適于運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)操作。缺點(diǎn)是受凈空限制,部分漏水點(diǎn)無(wú)法增設(shè)引水設(shè)備。

        3.2.4 堵漏

        對(duì)于滲漏嚴(yán)重的地點(diǎn),尤其是影響隧道安全的關(guān)鍵處所,通過(guò)排水保溫來(lái)消除危害,堵漏效果較好。缺點(diǎn)是工程量大,施工期間影響運(yùn)輸,不適合運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)操作。

        3.2.5 加熱

        熱氣幕裝置:利用形成的熱氣幕,將結(jié)冰區(qū)內(nèi)外的空氣阻隔開(kāi),使結(jié)冰區(qū)的溫度始終保持在零上,防止結(jié)冰。

        紅外線加熱裝置:在漏水結(jié)冰地段,設(shè)置紅外線發(fā)射器,發(fā)熱融冰,防止結(jié)冰。

        缺點(diǎn)是熱氣幕和紅外線裝置的加熱成本高,因而不適合采用。

        4 建議

        1)隧道較為集中的區(qū)段設(shè)臨時(shí)工區(qū);隧道較為分散的區(qū)段設(shè)駐點(diǎn),在兩個(gè)區(qū)間中部選擇合適位置,就近進(jìn)行打冰作業(yè)。

        2)加大科技投入,增設(shè)溫度傳感器,借助局域網(wǎng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”傳輸技術(shù),全天候監(jiān)控駐點(diǎn)溫度,為科學(xué)安排打冰班次提供依據(jù);精心編制隧道打冰線路圖,篩查、防控安全隱患。

        3) 對(duì)職工使用的專用除冰桿,一年要進(jìn)行兩次高壓試驗(yàn)。

        4)在隧道洞口處承力索、供電線、加強(qiáng)線采用絕緣護(hù)套進(jìn)行防護(hù),增設(shè)絕緣護(hù)套以避免滲漏水或冰溜等導(dǎo)致絕緣降低甚至放電擊穿。

        5)將隧道堵漏和除冰整治結(jié)合進(jìn)行,鑿排水槽,發(fā)熱板覆蓋,空腔排水,既改善了作業(yè)環(huán)境,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,又對(duì)隧道除冰進(jìn)行安全有效地治理。

        5 結(jié)論

        針對(duì)以上介紹的幾種日常條件下隧道內(nèi)接觸網(wǎng)應(yīng)對(duì)冰害的預(yù)防措施,可結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求,充分考慮設(shè)備維修、故障恢復(fù)、氣象條件及經(jīng)濟(jì)性等因素,針對(duì)性地進(jìn)行防冰方案的設(shè)計(jì),切實(shí)改善和提高接觸網(wǎng)系統(tǒng)的防冰水平,確保牽引供電設(shè)備安全運(yùn)行,為鐵路運(yùn)輸穩(wěn)定提供保障。

        [1]于萬(wàn)聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].西南交通大學(xué)出版社, 2003.

        [2]鐵運(yùn)〔2007〕69號(hào).接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程[S].

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