袁日東,郝 鵬,王 昊
(太原鐵路局 湖東電力機務段 技術科,山西大同037300)
霧霾天氣不僅影響空氣質量,更對鐵路安全運輸構成影響。電力機車在行駛中,飄浮在空中的粉塵顆粒積聚在車頂高壓器件上,很容易產生"污閃"現(xiàn)象,造成設備故障。另外,在霧、露、毛毛雨等空氣濕度大的條件下,電力機車車頂絕緣裝置表面污穢層被濕潤,在高電壓作用下表面電導和泄漏電流將大大增加,導致沿面霧閃放電,從而直接導致機車車頂高壓設備之間、接觸網(wǎng)放電,嚴重時可能使接觸網(wǎng)被燒斷。
近年來,由于氣候原因及環(huán)境問題,華北地區(qū)在每年1月份開始出現(xiàn)霧霾天氣,這種天氣對電力機車正常運行造成了嚴重的影響。僅僅2013年1月14日、15日兩天全鐵路就發(fā)生機車車頂閃絡18件[1]。霧霾天氣對電力機車車頂絕緣構成極大威脅,直接危及運輸生產安全,嚴重影響鐵路正常運輸秩序。
大秦線是我國"西煤東運"的主要通道,任務繁重,日運量達120萬t以上,2萬t列車日開行達到90對。湖東電力機務段是大秦線唯一的動力牽引單位,其中配屬電力機車596臺。由于大秦線線路復雜,環(huán)境惡劣,其中共有52座隧道 ,隧道總延長67.197km,長度在2 000m以上的隧道13座,隧道內煤塵不能散發(fā),導致電力機車車頂容易吸附厚厚的煤塵,在遇上霧霾天氣時極易發(fā)生車頂高壓回路接地故障。
在霧霾天氣運行的電力機車,如果機車車頂高壓部件狀態(tài)不良,就會使機車車頂絕緣降低,我們主要從電力機車日常檢修、整備、運用3個方面進行分析。
(1)車頂絕緣部件狀態(tài)
當絕緣部分出現(xiàn)裂損時,正常運行不容易發(fā)生明顯的問題,但是遇霧霾天氣時,空氣中的污染物中含有導電的電離物質,侵入裂損部位極易發(fā)生車頂放電現(xiàn)象。例如:1月14日,石家莊電力機務段SS4型0304號機車[1],由于機車受電弓傳動風缸支持絕緣子底部存在裂紋,導致污染霧氣進入絕緣子內部引發(fā)閃絡,造成接觸網(wǎng)斷線事故。因此,車頂高壓部件狀態(tài)不良是機車車頂放電的主要原因之一。
(2)車頂日常清潔
電力機車入庫每次都必須對車頂進行清掃檢查,特別是運煤機車車頂在運行中容易吸附煤炭等粉塵,遇霧霾等惡劣天氣容易引起車頂高壓部件間連線短路,造成機車主斷路器(簡稱主斷)跳閘,甚至車頂放電燒損。因此,遇霧霾天氣等惡劣天氣,電力機車盡量在有條件的地方入庫,進行整備,避免由于長時間不入庫整備沒能及時處理車頂污染物造成車頂閃絡。
(3)應急處理
電力機車出庫前,機車乘務員需進行機能試驗、車頂絕緣檢測試驗,把好機車出庫最后一關。另外,遇車頂閃絡后機車乘務員不可進行合主斷試驗,要立即降弓,防止因盲目合閘燒毀接觸網(wǎng),同時使用車頂絕緣檢測裝置進行車頂絕緣檢測,檢測正常后方可再次升弓。遇單節(jié)車車頂絕緣不良時,要及時進行切單節(jié)運行,防止堵區(qū)間時間太長。
(1)噴涂防污閃涂料
由于湖東電力機務段電力機車運行區(qū)間環(huán)境污染嚴重,為了防止車頂瓷瓶污閃故障,2012年3月份將噴涂防污閃涂料納入機車春檢整修范圍,對主斷等高壓電器部件的瓷瓶(不包括硅橡膠絕緣子)噴涂RTV防污閃涂料,每臺機車用量約4kg,噴涂前必須先用白紗布沾清水將瓷瓶外表面擦拭干凈。噴涂厚度必須均勻,涂覆完成后濕膜的厚度應為0.7mm左右(固化后即可達到0.5mm)。
(2)提高機車整備質量
遇霧霾等惡劣天氣,對入庫機車車頂高壓設備進行清潔,使用專用清潔劑、白紗布進行擦拭,保證運用電力機車各絕緣子表面清潔狀態(tài)良好。同時,按工藝標準對受電弓升弓壓力、升降弓時間進行校正,并更換防污閃涂料剝離、掉塊裂損的高壓設備[2]。
(3)改進車頂絕緣檢測裝置
電力機車車頂絕緣檢測裝置是一種車載檢測設備,能快速、準確判斷車頂高壓設備是否接地或絕緣降低,防止盲目升弓燒損受電弓和接觸網(wǎng)。原裝置在庫內使用時,在車頂門打開時,仍然能通電試驗[2],為了達到消除安全隱患,防止機車車頂有人時使用及試驗車頂絕緣監(jiān)測裝置發(fā)生人身安全隱患,湖東電力機務段對SS4G機車車頂絕緣檢測裝置進行重新布線(如圖1),通過兩節(jié)車門連鎖裝置對車頂絕緣檢測裝置電源進行控制。原有的車頂門連鎖、高壓報警器接線分別接常開、常閉連鎖;布兩根線分別將651a、651b接到車頂門連鎖另一常開接點上。布兩根線將651、651-1接到B節(jié)車頂門另一常開連鎖接點上。
同時,將車頂絕緣監(jiān)測裝置的開關進行更換,簡化乘務員及檢查人員作業(yè)量,從而提高車頂絕緣檢測裝置的使用效率,保證機車在運行途中發(fā)生故障時能及時獲知車頂高壓設備絕緣情況。
(4)對機車乘務員進行霧霾天氣運行卡控
遇霧霾等惡劣天氣升弓前必須對車頂絕緣進行檢測。在機車出庫時,機車乘務員必須嚴格使用車頂絕緣檢測裝置進行試驗,檢測達不到要求必須按機統(tǒng)-28提票處理,并及時聯(lián)系更換機車,以免延誤機車出庫。機車運行時,遇車頂高壓設備發(fā)生故障,如受電弓刮弓、瓷瓶閃絡、車頂接地、放炮頂電時機車乘務員要立即降弓,并使用車頂絕緣檢測裝置,檢測合格后方可升弓。在機車單節(jié)出現(xiàn)接地故障時,能及時準確的進行切換機車單節(jié)運行,防止故障擴大。
2013年1月份的霧霾天氣使湖東電力機務段電力機車又經受了一次考驗,由于我們在車頂絕緣上采取了以上措施,沒有因車頂閃絡造成D21故障。而且以上措施簡單易行,操作、檢修、整備都容易掌握,特別是對車頂絕緣檢測進行了改進,可以在機車入庫整備(車頂有人)時不用再對車頂絕緣檢測進行防護,既節(jié)省了人力,又保障了車頂作業(yè)人員的人身安全。
[1]張有松,朱龍駒.韶山4型電力機車[M].中國鐵道出版社,2006.
[2]韶山4型電力機車檢修手冊.大連中國北車集團大連機車車輛有限公司[R],2004.