浅谈接触网线索覆冰预防措施

浅谈接触网线索覆冰预防措施

摘要：量和降雪量，覆冰主要取决于湿度、风速等气象参数是云

中覆冰的一个特点。升华覆冰是大气中的水蒸气直接冻结在物体表面所产生的一

种霜，也成为晶状雾凇，因是经过升华而产生的晶状雾凇，所以叫升华覆冰。晶

状雾凇不会发展很大，其附着力较小易脱落，对接触网基本上不产生多大危害。

（3）接触网覆冰的形成条件：足够可以冻

结水滴的气温及导线表面温度，0℃以下，一般为-20～-2℃，能使液滴在冻

结时及时释放出潜热；具有较高的湿度，因为空气过冷却的液水含量是各种覆冰

的水来源，空气相对湿度一般要在85％以上；具有可使空气中的过冷却水滴或

过冷却云粒产生运动的相应风速，以便水滴与导线发生碰撞，被导线捕获，一般

风速为1～10m/s。观察和研究表明，当空气相对湿度很小或无风和风速很低时，

即使温度很低，导线也基本上不发生覆冰现象。影响导线覆冰的气象因素主要包

括气温、空气湿度、风速、风向、云中过冷却水滴的直径及凝结高度等参数。

（4）接触网覆冰厚度的计算公式：

①冻结系数为1，即所有被导线捕获的水滴全部冻结成冰，且雨淞冰的密度

ρi=0.9g/cm3水的密度ρw=1.0g/cm3；②导线为半径R的无限长圆柱体；③风

速为零。这样，相对于1cm的降水量对应的冰厚为：Rep=ρw/ρi•1/π=0.35cm

在以上假设下，覆冰厚度与导线的直径无关，只与降水量有关。

2.覆冰对接触网设备造成的危害当接触网覆冰时，产生的危害主要有受电弓

铦弓、线索损伤、接触网部件受损等设备故障。

（1）弓故障

当接触网覆冰，受电弓在其滑动过程中就会产生冲击力，在较高速度运行下

受电弓的取留器与接触线表面的冰凌发生碰撞损坏，无法正常取留。造成受电弓

铦弓故障的发生。

（2）线索损伤

由于接触网覆冰而产生的线索舞动，容易导致线索的断股、磨损及断裂。在

大幅度的线索舞动过程中线索悬挂位置就会长生扭力，长时间摆动会使地位点处

线索损伤。

（3）接触网部件受损

在发生线索舞动后，容易造成零部件螺栓松动、金具破损现象。线索的舞动

使得支持、连接的金具发生剧烈的振动、扭曲，造成零部件的“内伤”，间接出

现部件脱落、损坏，设备故障。

例如：接触网设备一旦覆冰即存在舞动隐患。2003年2月9日20：43至10

日12：22，京广线许昌-孟庙段、孟宝线孟庙-平顶山东区段接触网设备发生了我

国电气化铁道历史上罕见的舞动现象，造成接触网设备大量损坏。此次事故中断

京广线行车上行4h49min、下行8h34min、孟宝线14h。由于正处于春运期间，

给繁忙的春运工作带来了巨大的压力。

3.采取的相应对策和措施

牵引供电设备维护管理单位，应以“预防为主”的原则，从加强设备巡检力

度，增强设备抵抗恶劣气候的能力，合理组织人员机具及时有效的处理接触网设

备覆冰问题，以下分别从除冰技术方法、导线舞动的基本防护对策和人员、机具

组织方面进行阐述，采取相应的措施，减小因覆冰对接触网设备造成的危害。

（1）除冰技术方法：

①机械破冰方法:对结冰较厚并导致受电弓无法取流的区段，采用打冰车和

人工除冰相结合的方法，进行打冰工作。人工除冰时，用铲刀、木锤等工具刮除

冰快，不可敲打接触线，避免接触线产生硬弯。

②热力融冰方法是提高线路中通过的电流，利用焦尔效应来加热导线，一种

是短路电流融冰法。另一种是接触线中预埋加热电阻丝融冰（设计时考虑）。

③自然脱冰方法是无需外界加入能量，是零能耗脱冰方法，例如阵风、引力、

太阳辐射、温度变化等都可能引发导线脱冰，只是这种脱冰方法可遇而不可求，

完全是自然力作用的结果。然而，通过在导线上加装某种装置（如平衡重块、抑

冰环等）可以使导线引发自然脱冰。

（2）导线舞动的基本防护对策：

虽然导线舞动机理迄今还没有完全弄清楚，但根据已知的形成舞动的主要因

素和在现浅谈接触网线索覆冰预防措施场的实验探索，对导线覆冰引发的舞动的

防止对策大致分类如下：①预先排除发生舞动的外因（如选择不利于形成覆冰的

路径，大电流融冰，使用低居里点合金作融冰套管防止导线覆冰）。

②减少舞动造成的危害（如加固线索悬挂点）。

③采用机械方法减轻或防止舞动（如安装增加导线阻力的器件，由阻力垂直

分量抑制升力）。

④改变导线空气动力特性防舞（使导线沿档距改变其覆冰后的空气动力截面，

产生各自不同的空气动力效应，相互干扰抑制舞动）。

（3）电化区段因冻雨、降雪造成接触网结冰、供电中断时。通过人员、机具

组织方面最大限度的减少由于接触网覆冰造成的危害：

①机务系统安排电力机车在有电区段担当牵引，内燃机车在无（停）电区段

担当牵引，并在发生故障时，实施互救；在供电不稳定区段安排电力机车、内燃

机车共同担当牵引，优先保证受灾区段的旅客列车和重点列车运行。因覆冰影响

导致受电弓无法正常取流的区段，要求电力机车上安装硬度较高的铜基粉末冶金

滑板，保持电力机车开行密度，利用电弧熔化接触线上的薄冰。同时将受电弓静

态压力调到上限。

②供电部门、设备管理单位a组织员工不间断地巡视设备，明确轨道车、

梯车备用，确保接触网贯通线等设备工作正常。对结冰较厚并导致受电弓无法取

流的区段，采用人工除冰。每工区至少配备15支打冰杆及一定数量铲刀、木锤

等（每车不少于3个），用于对接触网上较大冰凌的人工处理。供电工区（车间）

现场派驻人员观察列车通过覆冰区段时，受电弓的拉弧情况。b出现接触网舞

动现象时，接触网上下晃动量为200～300mm或左右晃动量为

100～150mm，采取电力机车限速（45Km/h）通过晃动区断，并观察弓网运

行情况。接触网晃动，导致接触网已有明显缺陷，无法保证受电弓安全运行时，

应停电、果断采取禁止电力机车通过并做好处理缺陷的措施。c根据现场覆冰、

拉弧情况，设置电力机车限速条件（一般电力机车走行速度不超过60公里/小

时），遇有牵引变电所出现反复跳闸（如比率差动保护动作）的特殊现象时，可

先撤除差动保护。

4.结束语

只有不断研究接触网覆冰产生的原因和相关因素，通过改变接触网抗冰设计

和预防措施，使接触网覆冰的危害降到最低，从而减少接触网设备因覆冰对供电

运输安全造成的影响。同时建立一套科学严谨的防冰除冰规程与标准，对接触网

防冰除冰工作具有十分重要的意义。为此，我们将继续对接触网覆冰进行深入探

索和研究。