電氣化鐵路接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)故障分析與防控

張林杰

中鐵電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司（450000）

0 前言

接觸網(wǎng)是一條比較特殊的輸電線路，是電氣化鐵路中主要的供電裝置，對(duì)鐵路運(yùn)行有著極為重要的作用。接觸網(wǎng)的布置主要以鐵路線走向?yàn)橐罁?jù)，且為戶外作業(yè)，因此接觸網(wǎng)工作環(huán)境十分惡劣，極易受到自然環(huán)境影響，一旦受到破壞，鐵路整體系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸中斷，讓企業(yè)、社會(huì)受到經(jīng)濟(jì)損失。目前，接觸網(wǎng)導(dǎo)流受到阻礙，弓網(wǎng)故障問(wèn)題頻發(fā)，因此如何提高接觸網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，避免弓網(wǎng)故障，保障鐵路穩(wěn)定運(yùn)行，是供電系統(tǒng)急需解決的問(wèn)題。一般情況下當(dāng)接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)出現(xiàn)故障，工作人員很難尋找出故障點(diǎn)，無(wú)法進(jìn)行及時(shí)搶修，維護(hù)成本過(guò)高，因此建立好接觸網(wǎng)導(dǎo)流系統(tǒng)是保證電氣化鐵路順利運(yùn)行的重要前提，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)問(wèn)題的探析，采取有效方案降低電氣化鐵路接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)概率。

1 發(fā)生弓網(wǎng)故障的危害性

弓網(wǎng)故障是指為電力機(jī)車提供電能的接觸網(wǎng)相關(guān)部件與電力機(jī)車的受電弓發(fā)生非正常接觸，造成受電弓或接觸網(wǎng)設(shè)備損壞的故障。以往新開(kāi)通的接觸網(wǎng)線路由于種種原因曾多次發(fā)生各種故障，發(fā)生頻次最多的就是接觸網(wǎng)斷線故障。在供電系統(tǒng)設(shè)備檢修中，最具破壞性、影響范圍最大、最難恢復(fù)處理的就是弓網(wǎng)故障，所以，無(wú)論是技術(shù)業(yè)務(wù)主管部門，還是運(yùn)營(yíng)維修部門，均應(yīng)將弓網(wǎng)故障視為引起供電事故的頭號(hào)大敵。

2 弓網(wǎng)故障分析

接觸網(wǎng)由支柱、接觸懸掛、定位裝置以及其他基礎(chǔ)設(shè)施組成，都是露天裝置，容易受自然因素的影響，因此，接觸網(wǎng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件輕巧、耐腐蝕、耐磨等特點(diǎn)。然而電力機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中很容易刮壞受電弓，引起弓網(wǎng)故障，嚴(yán)重時(shí)，承力索和導(dǎo)線會(huì)出現(xiàn)斷裂，影響接觸網(wǎng)設(shè)備正常運(yùn)行，導(dǎo)致運(yùn)輸中斷。

2.1 受電弓運(yùn)行狀態(tài)不良

機(jī)車受電弓是接觸網(wǎng)運(yùn)行中最為重要的一項(xiàng)設(shè)備，與接觸線直接接觸，從中獲取電流，持續(xù)不斷地給電力機(jī)車提供動(dòng)力。如果機(jī)車受電弓運(yùn)行狀態(tài)不良，施工人員對(duì)其沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致受電弓出現(xiàn)問(wèn)題，引起滑板條螺絲松動(dòng)，嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致受電弓弓壓異常。因此，電氣化鐵路列車在運(yùn)行過(guò)程中就會(huì)很容易出現(xiàn)刮弓現(xiàn)象，尤其在接觸網(wǎng)道岔處、絕緣關(guān)節(jié)處、分段絕緣器處，這種現(xiàn)象極為頻繁。另外，如果電力機(jī)車誤闖入無(wú)電區(qū)，也會(huì)導(dǎo)致受電弓出現(xiàn)刮弓事故[1]。

2.2 工務(wù)部門和供電部門施工配合中出現(xiàn)問(wèn)題

接觸網(wǎng)是一項(xiàng)比較特殊的輸電設(shè)備，和鋼軌運(yùn)行緊密相連，因此，工務(wù)部門和供電部門在日常作業(yè)中會(huì)出現(xiàn)交叉作業(yè)。如果工務(wù)部門在進(jìn)行軌道起道、落道、撥道等作業(yè)時(shí)，會(huì)改變鋼軌線路，如橫移、曲線超高。在此情況下，工務(wù)部門要將改變狀態(tài)告知供電部門，如果沒(méi)有告知，會(huì)很容易導(dǎo)致列車在運(yùn)行過(guò)程中接觸網(wǎng)導(dǎo)高出現(xiàn)明顯降低或偏高，列車無(wú)法獲取持續(xù)穩(wěn)定的電流，受電弓上下波動(dòng)較大，后果是極為嚴(yán)重的。同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致弓網(wǎng)出現(xiàn)拉出值改變，引發(fā)弓網(wǎng)脫弓、打弓現(xiàn)象，導(dǎo)致弓網(wǎng)故障。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量低

接觸網(wǎng)和鐵路線路緊密相連，因此無(wú)論是運(yùn)行還是安裝都會(huì)涉及很多設(shè)備。如果接觸網(wǎng)設(shè)備和零件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致弓網(wǎng)故障。尤其在安裝過(guò)程中，施工人員因技術(shù)問(wèn)題導(dǎo)致接觸網(wǎng)安裝不到位，如吊弦線夾安裝不到位，高速運(yùn)行中的吊弦會(huì)出現(xiàn)斷裂。在長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)下，接觸網(wǎng)電連接線、導(dǎo)線、承力索會(huì)出現(xiàn)疲勞，導(dǎo)致?lián)p壞，其質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)明顯下降。此外，如果接觸網(wǎng)弓網(wǎng)的線路材質(zhì)存在問(wèn)題，則容易導(dǎo)致接觸網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)短路狀況。由于接觸網(wǎng)屬于戶外作業(yè)，很容易受到天氣因素影響，如大霧、雷雨、大風(fēng)、冰雹、凍雨等自然災(zāi)害。地震、滑坡、塌方、山體崩塌等自然地質(zhì)災(zāi)害也會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)弓網(wǎng)產(chǎn)生一定的威脅。當(dāng)接觸網(wǎng)受到外界沖擊，零件就會(huì)出現(xiàn)老化引起斷裂，尤其在氣候變化比較大的地區(qū)，這些地區(qū)大風(fēng)頻發(fā)，接觸網(wǎng)在大風(fēng)作用下，擺動(dòng)幅度會(huì)逐漸增多，引起零件脫落、損壞，引發(fā)弓網(wǎng)故障。

2.4 設(shè)計(jì)不恰當(dāng)

接觸網(wǎng)施工單位在日常工作時(shí)，會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙施工，以圖紙上的數(shù)據(jù)作為安裝標(biāo)準(zhǔn)。因此接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)在電氣化鐵路運(yùn)行中有著極為重要作用。然而在實(shí)際施工過(guò)程中，由于多種原因，接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的方案很容易與實(shí)際情況脫節(jié)。在一般情況下，這些缺陷很難被發(fā)現(xiàn)，尤其一些線路過(guò)長(zhǎng)的電氣化鐵路，只有在列車運(yùn)行時(shí)，其缺陷才會(huì)表露出來(lái)，但是這個(gè)時(shí)候弓網(wǎng)已經(jīng)出現(xiàn)故障。

2.5 施工技術(shù)不恰當(dāng)

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)電氣化鐵路施工人員在施工初期，對(duì)于接觸網(wǎng)施工工藝沒(méi)有引起足夠重視，這也是列車前期運(yùn)行中極易出現(xiàn)弓網(wǎng)故障的主要原因。對(duì)于問(wèn)題比較嚴(yán)重的接觸網(wǎng)，鐵路施工單位會(huì)對(duì)其進(jìn)行大修。接觸網(wǎng)大修時(shí)會(huì)停電，且停電時(shí)間較短，大部分施工人員對(duì)于一些數(shù)據(jù)收集不全面、分析不到位，導(dǎo)致大修以后出現(xiàn)更多弓網(wǎng)故障[2]。

3 減少弓網(wǎng)故障的有效措施

3.1 提高人員維修能力

接觸網(wǎng)維修人員必須充分掌握接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，了解各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。在日常工作中要進(jìn)行總結(jié)，積極尋找問(wèn)題，制訂相關(guān)解決措施，才能很好地提高接觸網(wǎng)質(zhì)量，避免弓網(wǎng)故障。我國(guó)高鐵發(fā)展迅速，電氣化鐵路施工技術(shù)在不斷地更新，因此維修人員應(yīng)該加強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)，緊跟時(shí)代潮流，學(xué)習(xí)先進(jìn)維修知識(shí)，保障接觸網(wǎng)正常運(yùn)行。如鐵路公司可以對(duì)維修人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓維修人員觀看國(guó)外先進(jìn)維修技術(shù)，尋找其中有用知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合我國(guó)接觸網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)行技術(shù)革新。另外，鐵路公司也可以和大專院校學(xué)校合作，培養(yǎng)出高質(zhì)量維修人員，為鐵路接觸網(wǎng)維修注入鮮活血液。通過(guò)這種方式，鐵路維修人員能夠在教導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)增強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)。

3.2 全面提升管理人員的水平

管理人員應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)了解和熟練掌握供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，提高供電質(zhì)量，并盡量杜絕弓網(wǎng)的故障。管理人員包括教育、安全、技術(shù)等專職人員，要深入現(xiàn)場(chǎng)掌握一手資料，把握供電設(shè)備系統(tǒng)安全重點(diǎn)和要害部位，有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)業(yè)務(wù)指導(dǎo)，把各種檢查考核重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到設(shè)備關(guān)鍵部位的關(guān)鍵點(diǎn)上來(lái)?？傊?，提升職工技術(shù)技能，不斷提升設(shè)備本身內(nèi)在質(zhì)量，對(duì)弓網(wǎng)事故的分析要堅(jiān)持實(shí)事求是，對(duì)事故的處理要堅(jiān)持“四不放過(guò)”。

3.3 加強(qiáng)對(duì)鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)的日常檢修和維護(hù)

鐵路維修部門需要加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)氐蔫F路接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)的日常檢修工作，盡可能地將事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭孪阮A(yù)防。在日常檢修工作中，首先要加強(qiáng)對(duì)故障多發(fā)部位的檢查和維護(hù)。相關(guān)單位需要提前對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行質(zhì)量控制，加強(qiáng)對(duì)鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量管理，從而提高接觸網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量，以減少日后的維護(hù)工作量，降低維護(hù)工作的成本。在檢修過(guò)程中，鐵路部門需要針對(duì)檢修展開(kāi)專業(yè)性的技能培訓(xùn)，使維修人員掌握專業(yè)的檢修技能和故障防范技巧，從而提高工作效率和質(zhì)量。

3.4 協(xié)調(diào)部門之間配合

出現(xiàn)弓網(wǎng)故障并不是一個(gè)部門的單獨(dú)原因。接觸網(wǎng)工程比較復(fù)雜，涉及的部門也比較多，如工務(wù)部門、供電部門、電務(wù)部門。因此鐵路企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)部門之間協(xié)作，通過(guò)合作方式尋找出弓網(wǎng)故障發(fā)生原因，并對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，制訂故障發(fā)生報(bào)表，提高相關(guān)工作人員工作效率，讓接觸網(wǎng)隱患、缺陷清晰明了，幫助維修部門制訂針對(duì)性措施。

接觸網(wǎng)隱患難以發(fā)現(xiàn)，尤其線路較長(zhǎng)鐵路，隱患更為隱蔽，因此鐵路企業(yè)可以選擇一些具有顯著特點(diǎn)的鐵路線路，如線路長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜，讓各部門對(duì)其進(jìn)行深入分析，尋找其中可能存在的安全隱患，并交與維修部門，制訂相關(guān)解決措施，大幅度降低接觸網(wǎng)、弓網(wǎng)故障發(fā)生頻率[3]。

3.5 完善維修手段，采用現(xiàn)代化維修方式

接觸網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間良好運(yùn)行是保證鐵路運(yùn)輸重要基礎(chǔ)。因此鐵路部門需要將材料與設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改良，選用新型材料和設(shè)備，才能保證接觸網(wǎng)良好運(yùn)行。如鐵路部門可以引入先進(jìn)維修器械，替換傳統(tǒng)器械，優(yōu)化維修方案，提高維修人員工作質(zhì)量和效率。在接觸網(wǎng)施工階段，施工單位也應(yīng)該引入先進(jìn)設(shè)備，提高接觸網(wǎng)施工質(zhì)量，保證接觸網(wǎng)能夠抵御外界復(fù)雜環(huán)境，延長(zhǎng)使用壽命，保持長(zhǎng)時(shí)間良好運(yùn)行，為維修人員減輕工作壓力。

3.6 深入研究弓網(wǎng)

弓網(wǎng)故障主要原因是接觸網(wǎng)和受電弓狀態(tài)不良，因此技術(shù)人員必須對(duì)其進(jìn)行深入研究，尋找其中關(guān)系，減少弓網(wǎng)故障發(fā)生概率。鐵路部門可以成立專門研究小組，研究受電弓和接觸網(wǎng)之間關(guān)系，并將其制作成報(bào)表下發(fā)到各個(gè)部門。施工人員要充分了解二者之間關(guān)系，勤觀察、多對(duì)比、細(xì)化細(xì)節(jié)，從源頭上降低弓網(wǎng)故障出現(xiàn)概率。

4 結(jié)語(yǔ)

弓網(wǎng)故障對(duì)電氣化鐵路運(yùn)行而言有著極大影響，因此技術(shù)人員必須對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分析，采用針對(duì)性方式進(jìn)行研究，讓接觸網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備能夠處于可控狀態(tài)，接觸網(wǎng)發(fā)生弓網(wǎng)故障概率就會(huì)大幅度降低。