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[摘 要]改革开放以来，我国的经济水平发生了翻天覆地的变化，为了提高人们的生活水平，改善出行方式，我国的高铁建设项目越来越多，高铁线路遍布我国大江南北。在高铁运行过程中，一个非常重要的安全保障措施即为接触网的分段绝缘。目前我国主要使用分段绝缘器，实现接触网上的同相电气分段，使受电弓平滑通过。为了保证高铁接触网能够正常绝缘，务必要保证分段绝缘器能够正常工作。基于此，本文针对分段绝缘器易产生的故障展开分析，并提出几点解决措施，以期提高高铁接触网分段绝缘性能。
[关键词]高铁；接触网；分段绝缘
中图分类号：TU835 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0299-01
引言
分段绝缘器将同一相供电单元的接触网分隔成几个独立的供电范围，为上下行电气分隔、站场供电分束、机务整备等提供作业条件。当某侧接触网需要检修或发生故障时，能缩小停电范围，减少对运输的干扰。分段绝缘器已成为高速铁路接触网系统的关键设备之一，其是否安全稳定运行已成为高铁接触网能否安全供电的重要因素。
1 分段绝缘器容易产生的故障
1.1 主绝缘棒聚四氟乙烯的不粘附特性造成绝缘棒击穿
聚四氟乙烯是分段绝缘器主绝缘棒的包覆层，其芯棒为玻璃纤维挤压而成的玻璃钢材料，两端连接金属接头，包覆层捅接于金属接头内。聚四氟乙烯的氟-碳链分子间的作用力极低，不粘附于任何物质，不能和玻璃纤维芯棒结合，加上金属接头部分插接不严，热胀冷缩后聚四氟乙烯包覆层的收缩会导致捅接部位出现缝隙，影响设备正常工作。
1.2 电晕造成绝缘棒产生电蚀空洞，引起绝缘击穿
若某些地方接触网的电场不均匀则容易产生电晕现象，电晕持续放电将造成绝缘棒产生电蚀孔洞，水汽进入后引起绝缘芯棒绝缘下降，从而导致整体击穿、断脱。
1.3 受电弓烧断绝缘滑板
机车在慢行且有较大取流情况下，当距离一端导流板很近时，高电压差容易引燃电弧，由于两端弧根固定，又有较大的电流支持电弧的燃烧，在离开另一端时，电流又通过电弧持续给受电弓供电，同样产生较长时间的电弧。当电弧灼烧使绝缘滑板拉伸破坏负荷低至导线张力时，滑板被拉断。这种情况多出现在运转场、压差较大的上下行渡线间。机车在靠近分段桥式绝缘子附近直接取流时，由于励磁涌流较大，与远侧导流板间产生电弧，烧断接触侧的绝缘滑板。这种情况多出现机车出入库线时。
1.4 分段绝缘器安装检调不正确
四根导流滑道不在同一平面，其底平面安装未与轨面平行，受电弓从一端滑道向另一端过渡时滑行不畅，加上受抬升、振动等综合因素影响，受电弓可能会瞬时脱离导流滑道经绝缘棒滑行通过，引发绝缘棒局部拉弧灼伤和机械磨耗。
1.5 机车闯分段
机车闯分段时，把电从有电区带到无电区，机车向无电区运行过程中，当受电弓刚好靠近桥式绝缘子时，相当于短接了绝缘滑道的绝缘距离，产生电弧灼烧接触侧的绝缘滑道；另外一种比较特殊的情况是，机车在无电区升弓后，受电弓刚好靠近桥式绝缘子，也是相当于短接了绝缘滑道的绝缘距离，产生电弧灼烧接触侧的绝缘滑道。上述两种情况主要是司机操作不当造成，都引起设备跳闸，严重烧损或烧断绝缘滑道。
1.6 绝缘棒接头处密封不良
由于分段绝缘器反复振动，接头处有垂向扭力，如安装不到位，其密封就容易破损失效，雨水雾气从绝缘棒两头逐步侵入内芯，不仅缩短了绝缘棒的有效绝缘距离，而且在泄漏电流和暴晒作用下加快了绝缘棒老化速度。
1.7 混合牵引和环境污染的影响
内燃车经常排放高温废弃物，会加快绝缘子的劣化。与此同时，环境污染也可能缩短绝缘子的使用寿命和检修周期，尤其是线路附近有水泥厂时，水泥厂产生的粉尘固化在绝缘子表面，一旦遇上阴雨天气，极易形成导电通道，导致设备跳闸。
2 分段绝缘器故障避免方法
2.1 严控首次安装标准和质量
加强分段绝缘器的源头质量控制和管理，尤其是新建线路，施工单位要严格按照标准施工安装，确保一次安装、调整到位，运营管理单位要加强配合和监督，切实把好标准关。
2.2 将连接承力索的绝缘棒改为复合绝缘子串
目前国内复合绝缘子生产工艺较为成熟，其材质性能、机械强度等都比绝缘棒稳定可靠。改用复合绝缘子后，由于复合绝缘子串较短，分段绝缘器就可以用吊弦直接固定在承力索上，不仅从结构上消除了承力索绝缘棒的电腐蚀，而且加强了绝缘件的机械抗拉强度。
2.3 加强对绝绦棒材质工艺的科技攻关
目前国产绝缘棒由14mm的玻璃纤维芯棒外覆5mm厚度的聚四氟乙烯（PTFE）加工而成，产品的耐张、耐压、耐磨、抗电腐蚀、抗疲劳老化等理化性能还不太稳定，需要进一步提高材质绝缘、机械强度和抗疲劳性能，从根本上解决故障多发难题。
2.4 改进铜滑道几何尺寸布置
连接接触线的绝缘棒因考虑电弧灼伤和受电弓刮擦等影响设有两根，其整体性能强度在一定程度上得到加强。但其两端滑道之间的空气间隙还应适当加大，这样消弧效果更好。两端长滑道水平错位重叠部分可略微加长，两根绝缘棒安装位置也可再抬高，使受电弓不会直接与绝缘棒刮擦，确保绝缘棒安全可靠。
2.5 加强清扫维护
设备管理单位应根据分段绝缘器的运行环境、服役时间长短等不同情况，实施差异化检修周期，重污染区等特殊地区应制定科学合理的检修维护周期。尤其是恶劣大气例如大雾、阴雨、结霜等情况下，一定要加强巡视、清扫和维护，避免承受对地电压而击穿。
2.6 加强分段绝缘器使用的管理
通过有效手段，加强车站、机务段人员对分段绝缘器使用条件的学习，并严格按规定操作隔离开关、使用分段绝缘器，使分段绝缘器在良好的工作條件下运行。同时，还应提高司机正确操作的能力，避免机车在分段绝缘器下方停留、取电，避免闯分段情况的发生。
2.7 加强机供联控与受电弓联合检查
运行过程中若发现受电弓碳滑板出现异常的磨耗面时，要及时检查分段绝缘器的状态，尤其是滑板和绝缘棒等与受电弓接触部位的状态，检查是否有损伤。必要时应跟踪列车入库检查受电弓的状态，特别是对跨局、跨线长交路的列车要严加检查，若受电弓出现损伤严重应及时通知机务部门及时更换受电弓，避免对设备及线索造成二次损伤。
结语
综上所述，随着铁路业务需求的不断变化和高速铁路的飞速发展，对接触网分段绝缘能力要求越来越高，同时影响接触网分段绝缘器的因素也越来越复杂，为了保证绝缘工作正常进行，需要加强对分段绝缘器的检查，通过深入分析接触网分段绝缘器的运行状态和常见故障，提供有效的解决对策和方案，不断地发现和积累经验，提出新思路，为我国高速铁路的发展奠定坚实的基础，保障我国居民的出行安全。
参考文献
[1] 于小四.高铁接触网分段绝缘器主要故障及对策[A].《高速铁路与轨道交通》适用版2015年08月[C]，2015：6.
[2] 张迎波.高铁接触网分段绝缘器主要故障及对策[A].《高速铁路与轨道交通》领航版2017年4月[C]，2017：5.
[3] 王绍普.接触网分段绝缘器的故障分析与对策[A].中国科学技术协会、河南省人民政府.第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C].中国科学技术协会、河南省人民政府，2008：3.
[关键词]高铁；接触网；分段绝缘
中图分类号：TU835 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0299-01
引言
分段绝缘器将同一相供电单元的接触网分隔成几个独立的供电范围，为上下行电气分隔、站场供电分束、机务整备等提供作业条件。当某侧接触网需要检修或发生故障时，能缩小停电范围，减少对运输的干扰。分段绝缘器已成为高速铁路接触网系统的关键设备之一，其是否安全稳定运行已成为高铁接触网能否安全供电的重要因素。
1 分段绝缘器容易产生的故障
1.1 主绝缘棒聚四氟乙烯的不粘附特性造成绝缘棒击穿
聚四氟乙烯是分段绝缘器主绝缘棒的包覆层，其芯棒为玻璃纤维挤压而成的玻璃钢材料，两端连接金属接头，包覆层捅接于金属接头内。聚四氟乙烯的氟-碳链分子间的作用力极低，不粘附于任何物质，不能和玻璃纤维芯棒结合，加上金属接头部分插接不严，热胀冷缩后聚四氟乙烯包覆层的收缩会导致捅接部位出现缝隙，影响设备正常工作。
1.2 电晕造成绝缘棒产生电蚀空洞，引起绝缘击穿
若某些地方接触网的电场不均匀则容易产生电晕现象，电晕持续放电将造成绝缘棒产生电蚀孔洞，水汽进入后引起绝缘芯棒绝缘下降，从而导致整体击穿、断脱。
1.3 受电弓烧断绝缘滑板
机车在慢行且有较大取流情况下，当距离一端导流板很近时，高电压差容易引燃电弧，由于两端弧根固定，又有较大的电流支持电弧的燃烧，在离开另一端时，电流又通过电弧持续给受电弓供电，同样产生较长时间的电弧。当电弧灼烧使绝缘滑板拉伸破坏负荷低至导线张力时，滑板被拉断。这种情况多出现在运转场、压差较大的上下行渡线间。机车在靠近分段桥式绝缘子附近直接取流时，由于励磁涌流较大，与远侧导流板间产生电弧，烧断接触侧的绝缘滑板。这种情况多出现机车出入库线时。
1.4 分段绝缘器安装检调不正确
四根导流滑道不在同一平面，其底平面安装未与轨面平行，受电弓从一端滑道向另一端过渡时滑行不畅，加上受抬升、振动等综合因素影响，受电弓可能会瞬时脱离导流滑道经绝缘棒滑行通过，引发绝缘棒局部拉弧灼伤和机械磨耗。
1.5 机车闯分段
机车闯分段时，把电从有电区带到无电区，机车向无电区运行过程中，当受电弓刚好靠近桥式绝缘子时，相当于短接了绝缘滑道的绝缘距离，产生电弧灼烧接触侧的绝缘滑道；另外一种比较特殊的情况是，机车在无电区升弓后，受电弓刚好靠近桥式绝缘子，也是相当于短接了绝缘滑道的绝缘距离，产生电弧灼烧接触侧的绝缘滑道。上述两种情况主要是司机操作不当造成，都引起设备跳闸，严重烧损或烧断绝缘滑道。
1.6 绝缘棒接头处密封不良
由于分段绝缘器反复振动，接头处有垂向扭力，如安装不到位，其密封就容易破损失效，雨水雾气从绝缘棒两头逐步侵入内芯，不仅缩短了绝缘棒的有效绝缘距离，而且在泄漏电流和暴晒作用下加快了绝缘棒老化速度。
1.7 混合牵引和环境污染的影响
内燃车经常排放高温废弃物，会加快绝缘子的劣化。与此同时，环境污染也可能缩短绝缘子的使用寿命和检修周期，尤其是线路附近有水泥厂时，水泥厂产生的粉尘固化在绝缘子表面，一旦遇上阴雨天气，极易形成导电通道，导致设备跳闸。
2 分段绝缘器故障避免方法
2.1 严控首次安装标准和质量
加强分段绝缘器的源头质量控制和管理，尤其是新建线路，施工单位要严格按照标准施工安装，确保一次安装、调整到位，运营管理单位要加强配合和监督，切实把好标准关。
2.2 将连接承力索的绝缘棒改为复合绝缘子串
目前国内复合绝缘子生产工艺较为成熟，其材质性能、机械强度等都比绝缘棒稳定可靠。改用复合绝缘子后，由于复合绝缘子串较短，分段绝缘器就可以用吊弦直接固定在承力索上，不仅从结构上消除了承力索绝缘棒的电腐蚀，而且加强了绝缘件的机械抗拉强度。
2.3 加强对绝绦棒材质工艺的科技攻关
目前国产绝缘棒由14mm的玻璃纤维芯棒外覆5mm厚度的聚四氟乙烯（PTFE）加工而成，产品的耐张、耐压、耐磨、抗电腐蚀、抗疲劳老化等理化性能还不太稳定，需要进一步提高材质绝缘、机械强度和抗疲劳性能，从根本上解决故障多发难题。
2.4 改进铜滑道几何尺寸布置
连接接触线的绝缘棒因考虑电弧灼伤和受电弓刮擦等影响设有两根，其整体性能强度在一定程度上得到加强。但其两端滑道之间的空气间隙还应适当加大，这样消弧效果更好。两端长滑道水平错位重叠部分可略微加长，两根绝缘棒安装位置也可再抬高，使受电弓不会直接与绝缘棒刮擦，确保绝缘棒安全可靠。
2.5 加强清扫维护
设备管理单位应根据分段绝缘器的运行环境、服役时间长短等不同情况，实施差异化检修周期，重污染区等特殊地区应制定科学合理的检修维护周期。尤其是恶劣大气例如大雾、阴雨、结霜等情况下，一定要加强巡视、清扫和维护，避免承受对地电压而击穿。
2.6 加强分段绝缘器使用的管理
通过有效手段，加强车站、机务段人员对分段绝缘器使用条件的学习，并严格按规定操作隔离开关、使用分段绝缘器，使分段绝缘器在良好的工作條件下运行。同时，还应提高司机正确操作的能力，避免机车在分段绝缘器下方停留、取电，避免闯分段情况的发生。
2.7 加强机供联控与受电弓联合检查
运行过程中若发现受电弓碳滑板出现异常的磨耗面时，要及时检查分段绝缘器的状态，尤其是滑板和绝缘棒等与受电弓接触部位的状态，检查是否有损伤。必要时应跟踪列车入库检查受电弓的状态，特别是对跨局、跨线长交路的列车要严加检查，若受电弓出现损伤严重应及时通知机务部门及时更换受电弓，避免对设备及线索造成二次损伤。
结语
综上所述，随着铁路业务需求的不断变化和高速铁路的飞速发展，对接触网分段绝缘能力要求越来越高，同时影响接触网分段绝缘器的因素也越来越复杂，为了保证绝缘工作正常进行，需要加强对分段绝缘器的检查，通过深入分析接触网分段绝缘器的运行状态和常见故障，提供有效的解决对策和方案，不断地发现和积累经验，提出新思路，为我国高速铁路的发展奠定坚实的基础，保障我国居民的出行安全。
参考文献
[1] 于小四.高铁接触网分段绝缘器主要故障及对策[A].《高速铁路与轨道交通》适用版2015年08月[C]，2015：6.
[2] 张迎波.高铁接触网分段绝缘器主要故障及对策[A].《高速铁路与轨道交通》领航版2017年4月[C]，2017：5.
[3] 王绍普.接触网分段绝缘器的故障分析与对策[A].中国科学技术协会、河南省人民政府.第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C].中国科学技术协会、河南省人民政府，2008：3.