浅谈电气化铁路中接触网与铁路电力线路同杆架设运用中的弊端
冯长晔
中国铁路太原局集团有限公司大同西供电段 山西 大同 037000
概述：随着电气化铁路的不断发展，部分双线铁路已不能满足运量的要求，扩建后的双向四线铁路，导致占地面积与建造成本不断攀升；为提高空间利用率与降低工程造价。将部分铁路电力线，附挂在接触网支柱上，专业名称上称为同杆架设。同杆架设区段在日常检修及应急抢修的过程中，存在一些弊端，本文就此进行分析，并提出一些潜在的解决方法。
关键词：铁路接触网 铁路电力线路 同杆架设 运用中难缺点 相应解决方案
一、铁路接触网、铁路电力线的作用及同杆架设的原因
1.1什么是接触网及故障后果
在电气化铁路中，接触网从牵引变电所中获得电能后，沿着钢轨上空“之”字形架设，为电力机车、动车组提供电能，电力机车通过受电弓取电后，经车载变压器转化为机械动能，牵引列车前行。接触网多采用工频单相交流电，标准电压为25kv，最高短时电压为29Kv，最低电压为19kv。为保证行车安全，接触网设置在铁路线的护网内。当接触网故障时，变电所相应馈线保护动作，切断故障线路供电，造成故障区电力机车及动车组失电停车，导致局部铁路运输停产。
1.2什么是铁路电力线路及故障后果
铁路电力线路布设于线路防护网外侧，沿铁路走向架设，与线路中心线保持规范安全距离，是服务于铁路专属用电设备的输电通道。 铁路配电所接入外部市电并完成电能分配后，通过该线路为沿线信号、通信、隧道照明等行车指挥类一、二级重要负荷供电。为保障供电稳定性，系统采用双路独立电源设计，相邻配电所间线路可实现负荷互供；同时线路也为沿线车站、工区提供生活用电。线路制式普遍为工频三相交流电，额定电压 10kV。单条电力线路通常覆盖多个站场及区间的关键负荷。区间内单条线路故障，会直接降低供电可靠性，并触发设备告警；若区间双路线路同时断电，将造成行车设备失电停运，严重扰乱行车组织秩序，引发大范围列车晚点。
1.3为什么要同杆架设
部分重载铁路在提升运量的线路改造后，区间正线数量由之前的两线变为四线，占地面积增加，造价成本提高。原先用于电力线路架设的土地，被迫改为铁道线路用地，为提升空间利用率，减少占用土地、降低工程造价。固采取在接触网支柱上增设铁路电力线路。
二、同杆架设在运用中的弊端
2.1.非同杆架设区段与同杆架设区段检修方式的对比
2.1.1非同杆架设区段的检修方式
在非同杆架设的铁路线路上进行电力或接触网检修时，因接触网在铁路护网内，铁路电力线路位于护网外两者间有充足的检修安全距离。检修接触网时，只需要相应变电所对应馈线停电，接挂地线后方可进行接触网的检修，铁路电力线路无需停电，其所携带的调度行车指挥设备等均不受影响。当电力设备位于护网内时，接触网设备必须停电配合检修。当检修电力线路及其设备时，由于其位于护网外，通常情况下，只需将该线路两端配电所相应开关全部断开，方可进行检修，此过程中，通常无需接触网停电。通常两者检修作业相对独立，互不干涉。
2.1.2同杆架设区段的检修方式
当接触网与电力线路同杆架设时，由于接触网与电力线路之间距离较近，易产生感应电压，且在检修更换部分设备时，人员容易侵入接触网与铁路电力线路之间的距离内，极易造成作业人身伤害，因此，为防止感应电伤人、人员误入带电范围等情况，往往需要将作业区内的接触网与临近的铁路电力线路全部停电接地后，方可进行检修作业。在组织作业时，需要停电的设备较多，耗时较长，影响范围较大。
2.2.接触网发生故障后非同杆架设线路与同杆架设线路抢修用时的对比
2.2.1非同架设区段
在接触网与电力线路分架区段，若因大风等恶劣天气导致异物侵入接触网，造成双线区段上下行接触网同时跳闸停电后，抢修人员到达现场进入护网内，确认接触网已停电，调度命令下达并接挂地线后方可上网进行抢修。抢修过程中不涉及护网外的电力线路及其设备，调度行车指挥设备仍可正常运行，不会扩大事故的停电影响范围。抢修完毕后，只需要确认接触网相关参数符合放行列车的要求，方可申请送电。
2.2.2同杆架设区段
在同杆架设区段，接触网被大型异物横跨上下行导致跳闸停电后，抢修人员进行处理前，必须确认临近的电力线路是否有电，避免带电的电力线路因风吹摆动等因素导致的松脱后，侵入接触网区域放电伤人，因此必须将故障区段的临近的同杆架设电力线路停电，才具备人员上网抢修的条件。在将电力线路停电的过程中，需要通知一、二级负荷用户做好电源倒切的工作，并在其完成倒切后，才能将故障区段涉及的两路电源分别“拉口”送电，因此处理故障时间会显著增加。
2.3电力线路发生故障后，非同杆架设线路与同杆架设线路故障影响的对比
2.3.1非同杆架设时
在非同杆架设区段内，电力线路发生接地或相间短路等故障时，故障只涉及单条铁路电力线路本身，不涉及接触网及另一路电源供电的铁路电力线路，对调度指挥系统影响较小，不会扰乱行车秩序，各类列车仍可继续运行，仅在故障区段产生报警信息。抢修人员到达现场后只需要确认故障线路已停电，办理抢修手续后，方可进行抢修作业。抢修结束后消除相应报警信息即可。
2.3.2同杆架设时
若故障发生于合架区段，抢修人员到达现场处理故障时，为确保作业人员的安全，临近的接触网必须停电。接触网停电过程中，需先拦停故障区段内运行的列车，此举导致列车大规模晚点，局部铁路生产秩序被打乱。且在拦停过程中需要消耗大量的时间，抢修后恢复送电时，也需要将故障区段的铁路电力线路一并送电，故障影响的总时长，最终决定了事故严重程度和等级。
三、同杆架设弊端的相应解决方案
3.1增大安全距离
增大同杆架设的电力线路与接触网之间的距离，可采取分层设计，将接触网与电力线路分为两层，分别布置于接触网支柱的两侧，垂直高度差除按规定增加后，还应在设计时考虑特殊情况下的抢修所需的作业空间，为作业人员留出足够的检修距离。同时在电力线路上加装重锤、阻尼线等，减少线体的摆动量，防止在接触网抢修时，带电的电力线路侵入接触网的范围内。
3.2增设远动断路器及隔离开关
可按固定距离配置远动断路器及隔离开关，或在重要负荷的两侧配置远动断路器及隔离开关，当接触网发生故障需要相应电力线路停电时，可通过远动断路器及隔离开关将故障区段对应的电力线路快速切除，由两侧配电所对故障区外电力线路分别送电，减少整条电力线路倒闸对调度指挥系统的影响，在调度层面能快速完成电力线路的倒闸，尽早为抢修人员登杆作业提供条件，缩短抢修时间。
3.3通过埋设电缆的方式，减少同杆架设区域。
针对鸟群较多的区域、地形中位于风口的区域，可将上述区域的同杆架设的电力线路，替换为埋入地下的电缆，降低恶劣天气下，大风、鸟群造成的影响。可避免接触网故障后，需相邻的电力线路停电的问题，从而降低影响范围和事故等级。
3.4配置激光切割设备
目前激光设备的发展已经相当成熟，通过激光切割异物在国内及国外均已有先例。给沿线班组配置地面激光切割设备，通过大功率激光对接触网或电力线路上横跨搭接的异物隔空进行切割，使其自动脱落，再由现场抢修人员将异物带出护网外。
结论：
接触网与铁路电力线路同杆架设在空间利用率和降低造价方面具有优势，但在实际运用中的日常检修和故障处置方面仍有一些弊端，针对这些弊端，可同杆增加远动开关、配置激光切割工具等方法，来弥补弊端。
参考文献：
[1] 张灵芝.《接触网设备检修与维护》西南交通大学出版社，2016
[2] 于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版社,1991
