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鋼軌絕緣接頭失效原因分析及規(guī)避措施

文檔作者：趙偉英，崔燕，徐光旗文檔來(lái)源：濟(jì)南鐵路局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月18日
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l22
鐵道建筑
Railway Engineering
文章編號(hào)：1003—1995(2011)04—0122 02
鋼軌絕緣接頭失效原因分析及規(guī)避措施
趙偉英，崔 燕，徐光旗
(濟(jì)南鐵路局工務(wù)器材段，山東淄博255030)
摘要：在鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，鋼軌膠接絕緣接頭電絕緣性能失效判定一直困擾著工務(wù)和電務(wù)部門，本文根
據(jù)部標(biāo)規(guī)定的技術(shù)要求，結(jié)合線路上絕緣失效的實(shí)例，介紹如何判定絕緣失效以及處理措施，對(duì)判定鋼
軌膠接絕緣接頭的電絕緣性能失效標(biāo)準(zhǔn)提出建議。
關(guān)鍵詞：鋼軌膠接絕緣接頭 漏電電壓 漏電電流 絕緣失效
中圖分類號(hào)：U213．5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
目前國(guó)內(nèi)鐵路無(wú)縫線路上使用兩種鋼軌膠接絕緣
接頭，一種是廠制熱膠鋼軌絕緣接頭，廠制熱膠鋼軌絕
緣接頭具有強(qiáng)度高、絕緣性能可靠以及使用壽命長(zhǎng)的
特點(diǎn)，濟(jì)南鐵路局將熱膠鋼軌絕緣接頭應(yīng)用在車站無(wú)
縫線路的進(jìn)站、出站信號(hào)機(jī)處及道岔內(nèi)。另一種是現(xiàn)
場(chǎng)膠粘常溫固化膠鋼軌絕緣接頭，現(xiàn)場(chǎng)膠粘常溫固化
膠鋼軌絕緣接頭運(yùn)輸制作方便，成本費(fèi)用較低，常溫固
化膠鋼軌絕緣接頭用于線路區(qū)間。
鋼軌絕緣接頭在使用過(guò)程中，電務(wù)部門經(jīng)常對(duì)其
進(jìn)行絕緣性能檢查，一旦測(cè)得絕緣性能波動(dòng)較大，電務(wù)
部門會(huì)向工務(wù)部門提出進(jìn)行更換要求，更換一個(gè)鋼軌
絕緣接頭直接成本近數(shù)千元，一旦誤判，給工務(wù)部門帶
來(lái)的損失很大，直接加大了工務(wù)養(yǎng)護(hù)維修成本。針對(duì)
此種情況，結(jié)合鋼軌膠接絕緣接頭的性能及線路上絕
緣軌失效的實(shí)例，介紹判定絕緣失效的判定方法，以及
絕緣性能波動(dòng)較大的絕緣接頭的處理方法。
1 鋼軌膠接絕緣接頭概況
鋼軌膠接絕緣接頭(圖1)由鋼軌、絕緣膠層、全斷
面夾板、高強(qiáng)度墊圈、絕緣套管、高強(qiáng)度螺栓和螺母、絕
緣端板構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。
根據(jù)TB／T2975關(guān)于鋼軌膠接絕緣接頭的產(chǎn)品電
絕緣性能質(zhì)量檢驗(yàn)要求，干燥狀態(tài)下鋼軌對(duì)鋼軌、鋼軌
對(duì)夾板的絕緣電阻值不小于10 Mn，潮濕狀態(tài)下不小
于1 000 n。實(shí)際廠制或現(xiàn)場(chǎng)制的鋼軌膠接絕緣接頭
干燥狀態(tài)的電阻值均能達(dá)到100 MQ。TB／T2975規(guī)定
鋼軌膠接絕緣接頭實(shí)物試件整體的剪切強(qiáng)度的合格值
為3 000 kN，而用環(huán)氧樹脂作基膠的熱膠制品一般實(shí)
收稿日期：2010-12-10；修回日期：2011—01—2O
作者簡(jiǎn)介：趙偉英(1964一)，女，山東萊州人，助理工程師。
三
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1．鋼軌，2．絕緣膠層，3．全斷面夾板，4．絕緣套管，
5．高強(qiáng)度螺栓，6．高強(qiáng)度螺母和墊圈，7．絕緣端板。
圖1 膠接絕緣軌示意
際剪切強(qiáng)度能達(dá)到4 000～4 600 kN，常溫固化膠制品
實(shí)際剪切強(qiáng)度也能達(dá)到3 200～3 500 kN。
2 失效事例與原因分析
自1996年以來(lái)，濟(jì)南鐵路局因鋼軌膠接絕緣接頭
拉開而造成的絕緣失效事例從未出現(xiàn)，但曾遇到電絕
緣出現(xiàn)故障征兆和電絕緣判定失效的情況，結(jié)合鋼軌
膠接絕緣接頭電絕緣失效實(shí)例，分析電絕緣失效原因。
1)1999年7月連續(xù)下雨5 d，京滬線K628-K808
數(shù)處鋼軌膠接絕緣接頭的漏電電流和漏電電壓有所增
大，鋸切下2個(gè)絕緣接頭澆水5 000 L后，測(cè)量電阻值
仍超過(guò)1 000 Q，達(dá)到TB／T2975規(guī)定的濕態(tài)出廠檢驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量檢查下行K663+524處一對(duì)熱膠鋼軌絕
緣接頭，實(shí)測(cè)左右股絕緣接頭的漏電電流和電壓顯著
增大，如表1所列。
經(jīng)工務(wù)和電務(wù)部門共同商議后認(rèn)為，目前尚無(wú)線
路上的鋼軌膠接絕緣接頭的漏電電流和漏電電壓檢驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)，而已鋸切下2個(gè)絕緣接頭雖然測(cè)得漏電電流和
漏電電壓值較大，但下道后測(cè)得濕態(tài)電阻值仍能達(dá)到
2011年第4期 鋼軌絕緣接頭失效原因分析及規(guī)避措施 123
表1 京滬下行K663+524實(shí)測(cè)絕緣接頭漏電電流和電壓
出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，因此K663+524處的鋼軌膠接絕緣接
頭只能保留使用，加強(qiáng)觀察。這對(duì)絕緣接頭至2004年
一直保留使用，也未發(fā)生軌道電路的故障。
2)2008年，濟(jì)南東站一處信號(hào)機(jī)出現(xiàn)紅光帶，該
位置鋪設(shè)使用的為熱膠鋼軌絕緣接頭，將絕緣接頭撤
離下道后并重新插入新的熱膠鋼軌絕緣接頭，目測(cè)可
以發(fā)現(xiàn)兩端鋼軌內(nèi)側(cè)受碾壓、沖擊出現(xiàn)肥邊與夾板搭
橋造成軌對(duì)軌不絕緣。
3)2008年，在濟(jì)南鐵路局管內(nèi)菏兗日線上，出現(xiàn)
個(gè)別常溫固化膠鋼軌絕緣接頭的螺栓螺母松脫。對(duì)松
脫螺栓副進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其扭矩系數(shù)在0．19～0．22，
與標(biāo)準(zhǔn)要求的0．11～0．16范圍相比大大超標(biāo)，使螺栓
緊固力降低而造成螺母松脫，最后對(duì)松脫的螺母進(jìn)行
了更換，防止了鋼軌膠接絕緣接頭拉裂而導(dǎo)致電絕緣
軌失效。
4)2010年，隴海線徐州工務(wù)段管內(nèi)一處鋼軌膠接
絕緣接頭單側(cè)電壓泄露達(dá)到2／3以上，但未出現(xiàn)紅光
帶，因電務(wù)部門強(qiáng)烈要求，工務(wù)段對(duì)該處絕緣軌下道并
插入新的鋼軌絕緣接頭，并焊聯(lián)。針對(duì)下道的鋼軌絕
緣接頭，由負(fù)責(zé)技術(shù)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的人員共同進(jìn)行電阻
值測(cè)量，測(cè)得該鋼軌絕緣接頭一端鋼軌與夾板絕緣電
阻值降低到150 n，而鋼軌對(duì)鋼軌的絕緣電阻值仍高
達(dá)10 MQ 以上。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)電阻值偏小一側(cè)進(jìn)
行解體分析，解體后發(fā)現(xiàn)在全斷面夾板端部起向內(nèi)約
10 em范圍內(nèi)夾板、鋼軌與膠板脫開，夾板端部膠板未
與鋼軌貼合，形成一個(gè)V形開口，帶有腐蝕性的污物
在此積累。由此可以斷定造成脫開的主要原因是帶腐
蝕性的污物逐漸對(duì)膠層進(jìn)行腐蝕、破壞而導(dǎo)致了絕緣
電阻值的下降。但曾咨詢信號(hào)方面的專家，此鋼軌膠
接絕緣接頭的最小電阻值仍能達(dá)到150 Q，按說(shuō)并不
影響信號(hào)的正常工作，只不過(guò)安全系數(shù)降低了。
3 避免絕緣軌失效措施
1)應(yīng)保證絕緣接頭整體強(qiáng)度和絕緣性能，滿足
TB／T2975標(biāo)準(zhǔn)要求。生產(chǎn)廠應(yīng)定期進(jìn)行絕緣接頭整
體剪切檢驗(yàn)，驗(yàn)證整體剪切強(qiáng)度；出廠時(shí)，逐根和逐塊
檢查鋼軌絕緣接頭或絕緣夾板的絕緣電阻值。
2)用戶在鋪設(shè)鋼軌絕緣接頭過(guò)程中，應(yīng)避免撞擊絕
緣接頭部位，防止破壞絕緣層，造成絕緣性能失效，現(xiàn)場(chǎng)
制作常溫固化膠鋼軌絕緣接頭應(yīng)避免絕緣套管損壞。
3)工務(wù)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋼軌膠接絕緣接頭的檢修，
應(yīng)采取如下措施：① 絕緣端板處破裂或兩端鋼軌軌頭
經(jīng)車輪碾壓后出現(xiàn)肥邊的絕緣接頭應(yīng)打磨、切除軌端
肥邊并將軌頭部位再倒棱。② 檢查軌頭上顎、下顎、夾
板端部是否積存污物，若出現(xiàn)積存污物應(yīng)及時(shí)清除干
凈，避免污物侵蝕破壞絕緣膠層。③ 工務(wù)部門應(yīng)自配
指針式萬(wàn)用表，定期檢查鋼軌對(duì)鋼軌、鋼軌對(duì)夾板的絕
緣性能，受軌道電路影響，測(cè)量的鋼軌對(duì)夾板的電壓降
不大于2／3即可判定絕緣性能合格。若出現(xiàn)鋼軌對(duì)夾
板的電壓降大于2／3，建議工務(wù)部門先對(duì)出現(xiàn)電壓降
一側(cè)的鋼軌螺栓逐根松開，查看螺栓孔內(nèi)是否積存水
及其它污物。若存在，通過(guò)噴燈烘烤清除水分，采用棉
紗清除孔內(nèi)及螺栓表面積存污物。
4)鋼軌膠接絕緣接頭失效的明確表現(xiàn)有兩種情
況：一是信號(hào)出現(xiàn)紅光帶；二是鋼軌與夾板錯(cuò)位、拉開。
未出現(xiàn)明確失效征兆前，判定絕緣失效可采取以下方
法，電務(wù)部門El常檢測(cè)過(guò)程中，突然發(fā)現(xiàn)鋼軌膠接絕緣
接頭的鋼軌對(duì)夾板的電壓降達(dá)到2／3以上，但信號(hào)仍
然能正常顯示。此種情況工務(wù)部門檢修后，若能使電壓
降小于2／3，即可證明鋼軌膠接絕緣接頭未失效，仍可繼
續(xù)使用；若采取處理措施后，電壓降仍在2／3以上，在干
燥狀態(tài)下脫開軌道電路，直接測(cè)量鋼軌對(duì)鋼軌、鋼軌對(duì)
夾板的電阻值，只要不小于20 Q 即認(rèn)為合格，可以繼續(xù)
使用。建議工務(wù)和電務(wù)部門采用該項(xiàng)規(guī)定作為最后判
定鋼軌膠接絕緣接頭的電絕緣性能失效標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)語(yǔ)
我國(guó)鐵路廣泛使用鋼軌膠接絕緣接頭已有十多年
歷史，可是至今運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的電絕緣性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)規(guī)
范性的規(guī)定，工務(wù)和電務(wù)部門為判定線路上鋼軌膠接
絕緣接頭的電絕緣性能產(chǎn)生分歧，而且電務(wù)部門為確
保信號(hào)安全，規(guī)定線上絕緣電阻的檢驗(yàn)值越來(lái)越高，使
部分鋼軌膠接絕緣接頭提前下道，造成人力和材料的
浪費(fèi)。建議應(yīng)盡快制訂運(yùn)營(yíng)狀態(tài)鋼軌膠接絕緣接頭的
電絕緣性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以確保行車安全。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]盧耀榮．無(wú)縫線路研究與應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，
2004．
[2]余澤西，劉鳳恩，王善元．鋼軌膠接絕緣接頭的研制與應(yīng)用
[J]．鐵道建筑，2004(4)：39—40．
[3]盧耀榮．超長(zhǎng)無(wú)縫線路中膠接絕緣接頭使用的建議[J]．鐵
道建筑，2006(2)：81—82．
(責(zé)任審編 王紅)

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