摘要：高速铁路牵引供电工程实践中，对于牵引回流的比例分配关系、压接式接触线电连接线夹压接质量的检查、无交叉线岔道岔定位柱处于非标位置时的拉出值调整，现有的规范和标准没有统一、具体的工法或量化的标准进行约束，致使联调联试及运营初期的惯性问题时有发生。本文针对典型问题案例进行分析，提出细化标准和规范工法的建议，有利于从源头卡控工程质量和规避同类问题。
关键词：高速铁路；牵引供电；标准；牵引回流
1 引言
我国第一条高速铁路开通已十年有余，牵引供电系统建设从设计、施工到运行维护形成了一系列的规范和标准，极大地促进了高铁供电技术的进步和发展。在工程实践和动态验收过程中，有一些关键项点的细部环节还没有具体和量化的标准来进行检验和规范，其质量没有明确的评价依据，施工质量保证一定程度上仅依赖工程技术人员的相关经验，容易对后续安全运行埋下隐患，也造成了验交双方对应该达到的质量程度因理解不同而产生纠结困扰，有的问题很具有典型性，值得对其进行总结和规范，给出定量化的标准，在牵引供电工程建设过程中以简便规范的工法实施，以规避同类问题的重复发生，从源头上提升牵引供电工程质量。
2 铁路电力牵引供电工程施工质量控制问题
2.1 牵引传导性影响
牵引传导性影响作为电器回路干扰形式，究其根本是因为牵引电流不平衡造成的结果。在信号系统中列车占用情况主要是采用轨道电路检测。所以，列车牵引回流、轨道电路共用一个载体。信号设备通常是通过扼流变压器传输到铁轨上[1]。在正常情况下，两个铁轨要与扼流变压器两个线圈连接，因此铁轨上产生的电磁方向相反、大小相同，总体磁通量为0，此时牵引电流不会干扰信号设备。但钢轨阻抗性、对地泄漏与扼流变压器线圈对称度问题，导致钢轨两侧的电力不相等，导致电压失衡，从而出现设备损坏或信息失真等问题。实际上无法真正的实现两侧电流绝对平衡，行业标准电流失衡率在±5%以内即为合格。
2.2 冻雨、覆冰
冻雨、覆冰伴随着持续的低温雨雪天气而出现，受到当地地形、温度、湿度、风力等因素的影响，受到重力作用的影响，常常依附于物体表面。一般而言，根据不同的附着程度分为白霜、雾凇、混合淞以及雨淞四种。白霜由于其形成时间较短，在物体表面的依附能力较弱且容易脱落，因此很难对接触网造成很大影响；雾凇相较于白霜而言，形成时间较长，包含软雾凇和硬雾凇两种，因其融合力也相对较弱，所以也很难对接触网造成很大的破坏；混合淞主要表现为硬冰块，形成时间较长且附着能力较强，伴随着时间的累积而不断增加，导致其时间越长对接触网的破坏力越大[2]；雨淞作为密度最大的危害物，形成时间最长且融合性最强，能够对接触网造成极大的破坏力。
2.3 抗冲击能力差
从制作氧化锌避雷器的基本过程中可以看出，其基本的制造工作非常复杂，包含的环节比较多，在各个控制点上的质量标准存在着明显的不统一现象，这样也无形中降低了绝缘子片抗冲击电压的基本能力，而且在实际运行中，绝缘子片实际损坏的情况在逐步加快。牵引供电系统在实际运行中容易出现接触网断线的情况，在一系列综合作用影响之下，就会导致氧化锌避雷器在实际避雷等操作中出现故障[3]。
3 铁路电力牵引供电工程施工质量控制优化措施
3.1 接触线高度检测技术
在接触网中，需检测接触线高度，通常采用的是角位移测量法。在受电弓底端放置一个传感器，将其与主轴连接，可用标定归算法对接触线高度进行计算。操作过程中，可采用激光测距法，在接触网的下部安装一个受电弓，这样滑板位置就能反射出激光光束，由此对接触线高度进行计算。采用这种方式可达到较高的精度，但容易受阳光的影响。想要对接触线高度进行调解，需用到检测技术，这样可确保高速铁路能够平稳运行。
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3.2 牵引系统电磁干扰控制
铁路信号设备组成的电磁系统，会受到电磁干扰，可能引发设备故障。严重时可能导致信号设备损坏，威胁铁路机车运行安全[4]。其中，牵引系统电磁干扰问题较为常见，轨道系统运行在25Hz条件下，可采用扼流变压器增加饱和电流强度，并为扼流变压器配置适配器，增加抗干扰线圈，抑制牵引系统的电磁干扰。同时还可以采用并联谐振措施，提高铁路信号抗干扰能力。在电流平衡状态下，轨道系统线圈由于阻抗较小，即使存在牵引电流，也相当于断路。根据这一特点，可以通过采取平衡电流措施，降低牵引系统电磁干扰的产生概率。在牵引系统中存在多种电流波形，包括50Hz基波、奇次和偶次谐波。在轨道系统载频选取过程中，通过选择高频偶次谐波，能够减轻牵引电流的干扰。同时应确保正馈线、牵引电网接触线状态良好，从而降低铁路信号电缆受到的电磁干扰影响。
3.3 避雷线、避雷器
对于35kV电力线路，为保护变电所附近线路上的变电设备免受雷电沿线路入侵波的危害，一般仅在变电所进出线1km耀2km段内装设避雷线，而不采用全线架设避雷线的方法来进行直击雷防护，但通常在架空避雷线的两端装设管型避雷器，限制沿保护段以外的线路进入变电所内的入侵波，其接地电阻应臆10赘。对于电压35kV、容量3200kV•A以下的一般负荷变电所，可采用简化的进出线段保护接线方式[5]。对于10kV以下的高压配电线路进出线段，只装设FZ型或FS型阀型避雷器，以保护其线路断路器及隔离开关。
3.4 增设滤波器
为了避免交流牵引电流谐波造成信号设备干扰问题，可以在电路电力接收端轨道继电线圈并接一个滤波器，这样可以将部分不平衡电流 50Hz 谐波、基波划分，同时也不会对电流强度造成过大的影响。还可以在电路当中加装轨道复示继电器，这样可以降低瞬间电流增大造成的干扰问题，以免因为瞬时电流造成继电器误动。
3.5 电气化铁路接触网支柱施工
支柱装置的作用在于支撑，能够对基础悬挂上产生的荷载进行承载。支撑装置中，通常会安装多款专业的支持设备。支柱，无外乎中间、转换、中心、锚柱以及硬横跨支柱等类型。支柱施工时，需遵从下列几个要点：①立杆阶段，应控制好混凝土垫层的具体强度，使其高于75%。唯有符合上述标准，方可完成后续的施工操作；②支柱整正时，应当选择合适的工具。通常，可搭配使用撬棍或是风声等重要的工具，及时地矫正支柱；③支柱施工时，应当对支柱进行回填操作。该过程中，要控制好混凝土实际的水灰比。在强度达标的前提下，控制水泥用量，防止水泥水化热对浇筑产生影响，避免混凝土再度产生裂缝。支柱回填期间，应当对混凝土做好夯实。必要时，需利用电动捣固棒进行分层操作。各层之间，间隔厚度25cm。若支柱回填处看到混凝土早已开始凝固，那么需将木契予以拆除；④支柱杯口处，应当做好抹平或是加高操作。
4 结束语
在牵引供电工程设计及建设过程中，还有一些项点未形成明确量化的标准和统一的工艺方法，现场施工条件变化时其质量能否达标依赖施工人员的认知和经验，可能会导致诸如地回流烧损设备等质量问题。通过工程实践总结形成统一的广泛适用的工法或标准，则可有效解决新线建设中惯性重复发生的问题，也可用于指导运营线路同类问题的整治。
参考文献：
[1] 任韬. 机车车辆厂内AC27.5kV牵引供电系统设计方案研究[D].北京交通大学,2018.
[2] 彭超敏. 基于Scott变压器的同相牵引供电系统电能质量综合控制的研究[D].长沙理工大学,2018.
[3] 王博. 基于MMC结构的新型牵引供电系统研究[D].西南交通大学,2018.
[4] 刘双玲. 重载铁路牵引供电系统贯通式同相改造方案研究[D].西南交通大学,2018.
[5] 赵鑫. 电气化铁路对电力贯通线感应电特性研究[D].西南交通大学,2018.
论文作者:陈立
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电流论文; 支柱论文; 供电系统论文; 避雷线论文; 标准论文; 设备论文; 避雷器论文; 《电力设备》2019年第22期论文;