架空接触网作为电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分,包含接触悬挂、附加导线、供电线缆等工程内容,且均为单一、无备用的户外供电设施,易遭受外界影响。若发生故障将直接影响列车的运行,导致安全事故,因此,有必要对架空接触网的安全防护措施进行探讨。1架空接触网安全风险识别1.1架空接触网故障类型架空接触网作为受电弓的滑道,其最终目标是实现牵引电能的稳定传输,为电力机车提供动力。弓网相互作用是几何、机械、电气、材料等多方面的耦合,以上任一方面发生故障,均可能对弓网匹配造成不良影响。(1)合理的几何耦合是弓网稳定受流的基础,与受电弓直接相关的主要是导线高度和拉出值,若接触网几何参数超出设计允许范围,可能引起钻弓、刮弓、打弓等事故。(2)和谐的机械耦合是稳定受流的关键。机械耦合状态的判定主要依据弓网接触力,机械耦合状态不佳会导致弓网动态性能变差,磨耗增加、燃弧频繁,破坏受电弓滑板和接触线。(3)良好的电气耦合是稳定受流的核心目标。须确保架空接触网载流能力与机车负荷相匹配,且本身电气通路完好,接触网发生电气故障将直接导致电力机车失去动力。(4)适当的材料耦合是稳定受流的保障。主要体现在受电弓滑板材质与接触线材质的相互匹配,适当的材料匹配可适应高速运行状态下的摩擦,延长受电弓滑板和接触线的使用寿命。1.2架空接触网安全风险考虑到架空接触网最初的设置方案目标即为配合受电弓取流,接触网几何参数、材料特性均应结合运行的机车受电弓进行设置。因此,本文不对几何参数、材料特性展开讨论,架空接触网的安全风险主要体现在机械稳定、电气安全方面。机械稳定的风险主要有:松脱、磨损、碰撞、锈蚀、偷盗。电气安全的风险主要有:雷击、短路。2架空接触网安全防护措施2.1松脱防护措施为避免零部件连接处松脱,导致架空接触网几何参数、机械性能的变化,防止事故的发生,接触网可采取如下松脱防护措施:(1)接触网零部件采用螺纹副结构作为紧固装置时,螺纹副结构须具备可靠的紧固性能。(2)接触网紧固装置的紧固技术性能应符合《电气化铁道接触网零部件技术条件》(TB/T 2073—2010)规定。(3)做好防松标识,包括螺纹副结构防松标识线、终端锚固线夹防脱标识线、腕臂及定位装置防松标识,防松标识如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F001图1防松标识2.2导线防护措施为避免导线发生疲劳磨损、机械磨损、短路烧伤等故障,针对导线可采用预绞式金具进行防护:(1)在承力索座、悬吊滑轮处设置预绞式护线条对承力索进行防护,增强抗疲劳性能,降低导线本体的机械磨损。(2)附加导线尽量采用预绞式线夹,包括悬垂线夹和耐张线夹,增强抗疲劳性能。(3)上跨建筑物、隧道口、上跨电线路下方等较易发生对地短路,设置预绞式铠装护线条对高压导线进行防护,避免短路烧伤导线本体。承力索预绞式护线条如图2所示,附加导线预绞式金具如图3所示,上跨建筑物下方预绞式铠装护线条如图4所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F002图2承力索预绞式护线条10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F003图3附加导线预绞式金具10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F004图4上跨建筑物下方预绞式铠装护线条2.3冲撞防护措施为避免车辆和机械通行可能对接触网设施造成的冲撞危害,应采取相应的冲撞防护措施:(1)车辆和机械通行的平交道口设置限界门。(2)易受装卸和其他机动车辆损伤的支柱及拉线影响,应采取设置防撞墙或防护桩进行防护。(3)工作人员能够到达的处所,对支柱和拉线采取反光警示帖或拉线防护罩的措施。平交道口限界门如图5所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F005图5平交道口限界门支柱防撞墙如图6所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F006图6支柱防撞墙2.4基础螺栓防护措施支柱基础螺栓裸露在外,易发生锈蚀,为降低影响,可采用底板下缝隙填充、混凝土基础帽、螺栓保护帽方式的进行防护。2.5鸟害防护措施为减少鸟巢搭建、鸟类停留对接触网设施的影响,采用结构优化、封堵、驱赶等方式进行防护,主要包括物理封堵、设置驱鸟器等方式。基础螺栓防护措施如图7所示,封闭结构防鸟装置如图8所示,驱鸟器如图9所示。图7基础螺栓防护措施10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F007(a)底板下缝隙填充10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F008(b)混凝土基础帽10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F009(c)螺栓保护帽图8封闭结构防鸟装置10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F010(a)棘轮下锚底座封堵10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F011(b)硬横梁内部封堵10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F012图9驱鸟器2.6电缆防护措施为避免供电线电缆被人为偷盗,须对地面以上裸露电缆采取防盗措施,可采取设置防护围墙的方式。支柱上垂直电缆防护围墙如图10所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.02.029.F013图10支柱上垂直电缆防护围墙2.7其他防护措施架空接触网受外部环境因素影响较大,包括雷、风、雨、雪、雾、污等,其他防护措施基本围绕以上方面开展,防护措施主要包括防雷、防风、防洪、除雪、加强绝缘、耐雾等。3结语本文针对架空接触网可能遭受的安全风险进行了识别,结合实际情况对工程上采取的安全防护措施进行了梳理,包括松脱防护、导线防护、冲撞防护、基础螺栓防护、鸟害防护、电缆防护等措施,以提高架空接触网设施对安全风险的防范能力。

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