非滑道式分段絕緣器空間幾何參數調整方法改進

0 引言

目前國內電氣化鐵路安裝運行的接觸網分段絕緣器種類繁多，最常見的是菱形分段絕緣器。菱形分段絕緣器絕緣滑道底部易被受電弓滑板碳粉污染形成碳化通道，致使絕緣性能大大降低，且在一端接地時，絕緣滑道直接承受27.5 kV電壓，惡劣天氣下易發生絕緣滑道擊穿或燒損故障。

與菱形分段絕緣器相比，非滑道式分段絕緣器的輔助絕緣滑道與導流板之間采用空氣絕緣，空間上不接觸，絕緣性能和抗弧能力好，能承受較長時間的27.5 kV對地電壓。但非滑道式分段絕緣器空間幾何參數技術標準高，常用的調整方法較繁瑣，效率低，天窗點內常常不能調整到位，因此迫切需要一種高效簡單的調整方法。

1 非滑道式分段絕緣器技術標準

《普速鐵路接觸網運行維修規則》、《高速鐵路接觸網運行維修規則》規定分段絕緣器的空間幾何參數應滿足以下要求[1，2]：

（1）絕緣器應位于受電弓中心，一般情況下誤差不超過100 mm；

（2）絕緣器相對于兩側的吊弦點具有5～15 mm的負弛度；

（3）滑道底面應平行于軌面，最大偏差不超過10 mm。

對于非滑道式分段絕緣器，通常采用“6點標定法”控制6個檢測點（圖1）的靜態參數，使之滿足維修規則要求。6個檢測點為：4個鋼滑道的導高（4個點：①、②、③和④）、螺栓處接觸線的導高及拉出值（2個點：⑤和⑥）。

圖1 開口結構分段絕緣器檢測點

6個檢測點靜態參數需滿足以下要求：

（1）⑤、⑥檢測點的拉出值控制在±30 mm之內，困難時不得大于50 mm；

（2）⑤、⑥檢測點導高相對于兩側的吊弦點具有5～15 mm的負弛度，且⑤、⑥檢測點導高差控制在10 mm之內；

（3）①與②檢測點、③與④檢測點、②與③檢測點、①與④檢測點距軌平面距離差值不得大于10 mm。

2 現有調整方法存在的問題

非滑道式分段絕緣器空間幾何參數技術標準高，現場調整作業要求非常嚴格。現有方法按照“6點標定法”，由地面測量人員對6個檢測點的靜態參數逐一進行測量，然后作業車（或車梯）移動至分段絕緣器下方，由平臺上作業人員依據測量數據進行調整，調整后挪開作業車（或車梯），再由地面復測，然后再調整，如此反復多次，直至參數滿足技術標準要求。

由于作業車（或車梯）平臺上沒有參照基準，現有方法在調整作業中過于依賴地面測量數據。此外曲線段分段絕緣器本體的水平調整也是難點，直線區段可借助水平尺將分段絕緣器滑道面調整至水平狀態，但在曲線區段或岔區，由于軌面存在超高，分段絕緣器滑道面處于非水平狀態，不能直接使用水平尺，調整作業完全依賴地面人員提供的測量數據。另外，反復的地面測量、頻繁移動作業車（或車梯）耗費大量時間，作業效率較低。

3 非滑道式分段絕緣器調整方法改進

針對上述調整方法存在的問題進行改進，充分利用作業平臺的優勢，在平臺上制作簡易模擬受電弓作為參照基準，在平臺上獨立測量、調整導高；然后使用改進的水平尺調整分段絕緣器本體水平。該方法既可保證調整效果，又可大大減少地面測量人員的測量次數和作業車（車梯）的移動次數，提高作業效率。

3.1 制作簡易“模擬受電弓”

測量得出分段絕緣器一側定位點的導高H0和拉出值a0，將作業車平臺邊枕移至該定位點正下方，升平臺直至邊枕距接觸線約100 mm處，量出導線與邊枕的實際高差Dh，算出邊枕的高度H=H0-Dh。同時依據拉出值a0，在邊枕上標畫出受電弓中心線“0線”。將帶參數（H值）和標記（“0線”）的邊枕視為“模擬受電弓”，作為下一步調整的基準。在調整作業中，“模擬受電弓”的高度必須保持不變，即不允許升降和轉動作業車平臺。

3.2 水平偏移和導高調整

（1）水平偏移調整。以“模擬受電弓”作為基準，在直線區段，將分段絕緣器兩端定位點的之字值調整到0；在緩和曲線區段，調整接觸線拉出值，使分段絕緣器位于受電弓中心。

（2）導高調整。以“模擬受電弓”作為基準，將兩側定位點和跨距內每處吊弦點的導高調整到標準值（全補償鏈形懸掛每處吊弦點導高被認為是一致的，如果設計要求在跨中預留弛度，則按設計要求執行），見圖2。

（3）分段絕緣器負弛度調整。移動作業車，將模擬受電弓移至分段絕緣器接頭線夾⑤處，按照要求調整倒“V”形吊弦，使該處導高為標準值加上f值（f為分段絕緣器負弛度）。同樣方法調整另一端接頭線夾⑥處的導高，⑤、⑥檢測點導高高差控制在10 mm之內，且使行車方向一端略高。

圖2 模擬受電弓為基準調整導高

由于分段絕緣器兩側的載流吊弦距分段絕緣器只有2 m，其導高需高于標準值，以使受電弓順坡平穩過渡到分段絕緣器處。

3.3 分段絕緣器本體水平調整

本體水平調整是將分段絕緣器的滑道面調整至與軌面平行，分為粗調和細調2步。粗調是在調節分段絕緣器兩端接頭線夾⑤、⑥的導高時，以模擬受電弓為標尺，調整“V”形吊弦，使分段絕緣器滑道面大致與模擬受電弓平行；細調是利用“相似三角形對應邊成比例”的原理，分段絕緣器滑道面平行于軌面時，分段絕緣器兩滑道間距為軌距的0.2倍處，外滑道超高為外軌超高的0.2倍（圖3）。

圖3 分段絕緣器水平細調示意圖

具體操作方法如下：

（1）從水平尺一端開始量取287 mm（為軌距的0.2倍），畫一條刻度線，記作“A線”。

（2）測量分段絕緣器正下方鋼軌的超高，記作h；調整游標卡尺的內側量爪間距至0.2h。

（3）用水平尺“A線”快速找到分段絕緣器兩滑道間距外緣為287 mm處，然后將水平尺位于線路曲內的一端緊貼滑道，在另一端與滑道之間豎直塞入間距為0.2h游標卡尺內側量爪，并密貼。

（4）調整該側的2個花籃螺絲，使水平尺處于水平狀態。

（5）重復步驟（3）、（4），調整另一端“水平”。

將水平尺緊貼分段絕緣器滑道時，向上用力不能太大，否則會托起分段絕緣器，影響調整效果。

4 實際效果

采用該方法對豐沙鐵路某處曲線段（外軌超高60 mm）非滑道式分段絕緣器進行調整作業，實際效果良好。該方法具有以下優勢：

（1）效率高，適合接觸網天窗作業。在非滑道式分段絕緣器調整過程中，只是在確定參照基準時才進行地面測量，其余則由平臺上作業人員利用模擬受電弓作為基準完成測量，靈活簡單，避免了反復地面測量和作業車頻繁挪動，節省了人力物力，節約了作業時間。

（2）調整精度高。通過該方法進行調整得到復測數據如表1所示。

從測量數據可以看出，3架分段絕緣器滑道①、②、③、④點導高近似相等，滑道面與軌面基本平行，兩端接頭⑤、⑥導高差在8 mm以內，精度高，符合標準要求。

（3）受電弓運行情況良好。于現場觀察了18列電力機車通過非滑道式分段絕緣器的工作狀況，受電弓滑過時較平穩，分段絕緣器運行狀態良好。

表1 導高復測數據 mm

5 結語

按照改進的非滑道式分段絕緣器調整方法，在作業平臺上搭建參照基準，使平臺上檢修人員可以獨立完成調整作業，省去了地面反復測量環節，提高了作業效率；另外該方法較好地解決了曲線區段（或岔區）非滑道式分段絕緣器本體水平調整的難題，操作簡單靈活，調整精度高。非滑道式分相絕緣器也可參照該方法進行調整作業。

參考文獻：

[1]中國鐵路總公司.TG/GD116-2017普速鐵路接觸網運行維修規則[S].北京：中國鐵道出版社，2017.

[2]中國鐵路總公司.TG/GD124-2015普速鐵路接觸網運行維修規則[S].北京：中國鐵道出版社，2015.