電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障分析及防范措施

摘要：接觸網(wǎng)主要是沿著鐵路上空架設(shè)的一條輸電線路，在電氣化鐵路中占據(jù)著非常重要的地位。由于多方面因素的影響，接觸網(wǎng)容易出現(xiàn)故障，不僅會(huì)導(dǎo)致行車中斷，還會(huì)在一定程度上給企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)此，為了更好地解決這一問題，應(yīng)該對(duì)故障原因進(jìn)行合理分析，然后結(jié)合具體情況，合理制訂故障解決措施，以便于將問題以及故障出現(xiàn)的概率降到最低。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路;接觸網(wǎng);故障;防范措施

1電氣化鐵路接觸網(wǎng)概述

電氣化鐵路接觸網(wǎng)分析

接觸網(wǎng)是由定位裝置以及支持裝置等共同組成的，圖1為高速鐵路接觸網(wǎng)示意圖。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，以接觸網(wǎng)以及受電弓為媒介，將電能輸送到列車上，可以很大程度上確保列車的基本電能供應(yīng)。通常情況下，接觸網(wǎng)的供電方式有很多種，包括單邊供電以及雙邊供電等。其中，單邊供電和雙邊供電是接觸網(wǎng)日常供電方式。在具體的工作中，由于多種因素的制約，最終導(dǎo)致接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響了列車運(yùn)行的可靠性以及穩(wěn)定性。對(duì)此，應(yīng)該不斷強(qiáng)化日常維護(hù)。

2鐵路接觸網(wǎng)的功能與組成

2.1基礎(chǔ)與支柱

基礎(chǔ)與支柱用以承受接觸懸掛、支持裝置、定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸網(wǎng)懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱是常用的類型。

2.2接觸懸掛

接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分，根據(jù)其縱向索線的數(shù)目和特點(diǎn)分為簡(jiǎn)單接觸懸掛與鏈型接觸懸掛兩大類。

2.2.1簡(jiǎn)單接觸懸掛

簡(jiǎn)單接觸懸掛是由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。國(guó)內(nèi)現(xiàn)采用的帶補(bǔ)償裝置的彈性簡(jiǎn)單懸掛系在接觸線下錨處裝設(shè)了張力補(bǔ)償裝置，以調(diào)節(jié)張力和弛度的變化。

2.2.2鏈型接觸懸掛

鏈形接觸懸掛是在承力索上采用吊弦的方式來懸掛接觸線，并且通過有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)吊弦長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算與調(diào)整，通過錨段終端的張力補(bǔ)償裝置作用，使跨距內(nèi)接觸線對(duì)軌面的高度基本保持一致。

2.3支持裝置

支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其他建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場(chǎng)和大型建筑物而有所不同，現(xiàn)行的支持裝置主要由棒式絕緣子、平腕臂、斜腕臂及安裝所需的各種連接部件組成。

2.4定位裝置

定位裝置是在定位點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)接觸線相對(duì)于受電弓中心進(jìn)行橫向定位的裝置，其功能主要是把接觸線始終控制在受電弓滑板的運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，并將接觸線的水平負(fù)荷傳遞給支柱;主要由定位管、定位器、定位線夾及連接零件組成。

3電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障原因研究

3.1弓網(wǎng)故障研究

一般而言，針對(duì)弓網(wǎng)來說，其存在的主要意義就是要將電能輸送到電力機(jī)車中。結(jié)合具體的應(yīng)用可知，弓網(wǎng)的供電方式主要可以分為三種，分別是單邊供電、雙邊供電以及越區(qū)供電。其中，單邊供電為每一個(gè)供電分區(qū)只能從一端牽引變電，進(jìn)而可以在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到獲取電能的目的。雙邊供電指兩個(gè)分區(qū)能夠?qū)ψ冸娡瑫r(shí)進(jìn)行牽引，從而達(dá)到獲取電能的預(yù)期目標(biāo)。對(duì)于越區(qū)供電，主要是針對(duì)當(dāng)牽引變電由于故障原因而無法正常開展的供電工作。所以，針對(duì)這樣的問題，需要從其他分區(qū)牽引供電系統(tǒng)，不斷提供電力，力求在最短的時(shí)間內(nèi)獲得電能。

3.2絕緣方面存在的故障研究

接觸網(wǎng)屬于相對(duì)特殊的高壓電設(shè)備，并且接觸網(wǎng)與一些普通地方的供電線不同，接觸網(wǎng)懸掛的高度與列車隔著非常近的距離。所以，在列車日常的運(yùn)行過程中，非常容易受到外界的影響和干擾，使得絕緣工作的開展受到了很大制約，難度系數(shù)也變得越來越大。從絕緣的角度研究和觀察，材料的質(zhì)量以及與空氣之間的間隙都是導(dǎo)致接觸網(wǎng)存在問題以及故障的重要因素之一。接觸網(wǎng)的故障主要表現(xiàn)為接觸網(wǎng)點(diǎn)部分與接觸體放電等。引發(fā)絕緣方面出現(xiàn)故障的因素主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，在實(shí)際的清掃工作中，清掃的間距非常長(zhǎng)，再加上周圍的環(huán)境被污染得較為嚴(yán)重，最終導(dǎo)致許多導(dǎo)電物體覆蓋在絕緣子表面，久而久之，就使得絕緣子出現(xiàn)了被擊穿的現(xiàn)象，造成了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)然，清掃工作也可以順利完成，但是周圍的污染較為嚴(yán)重，從而絕緣子被擊穿的情況時(shí)有出現(xiàn)。

3.3電氣聯(lián)結(jié)方面存在的故障研究

接觸網(wǎng)是一種機(jī)電合一的供電設(shè)備，因此，列車在實(shí)際運(yùn)行階段，難免會(huì)出現(xiàn)一些電氣方面的問題。結(jié)合當(dāng)前接觸網(wǎng)穩(wěn)定故障分析，其造成的影響是不可忽視的。通常而言，這一情況導(dǎo)致最嚴(yán)重的故障就是電氣燒傷。而引發(fā)電氣燒傷的因素也有很多，比如：牽引裕量存在問題。在電氣化具體設(shè)計(jì)工作開展過程中，往往會(huì)充分考慮線路牽引運(yùn)能的裕量增加。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展速度也逐漸加快，現(xiàn)階段牽引運(yùn)能的增加已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了裕量，導(dǎo)致了電氣燒傷問題的出現(xiàn)，從而對(duì)列車的穩(wěn)定運(yùn)行造成了很大影響。

4電氣化鐵路接觸網(wǎng)的故障防范措施

4.1弓網(wǎng)故障的解決對(duì)策

為了可以從根本上解決弓網(wǎng)故障問題，強(qiáng)化行車的穩(wěn)定性以及安全性，在具體工作中，相關(guān)人員應(yīng)該加大對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并嚴(yán)格控制運(yùn)行指標(biāo)，確保其可以符合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。并且，相關(guān)人員需要對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題并解決。同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)接觸網(wǎng)各個(gè)部位的螺栓質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查和控制，檢查防松墊片等，當(dāng)設(shè)備剛剛投入使用之后，相關(guān)技術(shù)人員需要加固各個(gè)部位的螺母以及螺栓等，及時(shí)了解這些零件的松動(dòng)情況，如果在檢查期間存在松動(dòng)問題，需要及時(shí)進(jìn)行加固，以保證列車行駛的可靠性。此外，如果條件允許，應(yīng)該多應(yīng)用防松墊片。在設(shè)備安裝期間，應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐臍鉁匾约皻夂驐l件等進(jìn)行考慮，并且做好預(yù)防災(zāi)害的準(zhǔn)備。對(duì)一些適應(yīng)列車條件的接觸網(wǎng)部件，相關(guān)人員也應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)更換和改造。

4.2采取人防、物防、技防措施，減少外界不良因素影響

及時(shí)組織人員對(duì)鐵路沿線兩側(cè)彩鋼瓦、廣告牌、彩布條、危樹等進(jìn)行處理，減少惡劣天氣下外部環(huán)境對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行本身造成的不良影響;同時(shí)將重污區(qū)瓷質(zhì)絕緣子更換為爬電距離較大的復(fù)合型絕緣子，防范大面積絕緣污閃情況發(fā)生;在支柱、硬橫梁上安裝驅(qū)鳥器、防鳥網(wǎng)等，杜絕鳥害對(duì)設(shè)備的安全影響;在橋隧滲水結(jié)冰處所安裝絕緣板，防止短接設(shè)備;在上跨橋、上跨電力線下方安裝絕緣鋼絞線、鎧裝護(hù)線條，防止斷線事故發(fā)生;在供電線支柱、高路堤、高橋梁處所加裝避雷線，減少雷擊概率;通過涂抹螺紋鎖固膠，延長(zhǎng)螺母力矩緊固周期等一系列有效措施，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3充分發(fā)揮6C檢測(cè)作用，為設(shè)備維修提供可靠依據(jù)

在“預(yù)防為主、重檢慎修”的指導(dǎo)方針下，運(yùn)用鐵路供電安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（6C系統(tǒng)）為供電設(shè)備的維修提供可靠的維修依據(jù)，定期進(jìn)行檢測(cè)，即時(shí)、定期分析診斷，使各類設(shè)備問題得到有效解決;尤其是通過3C檢測(cè)裝置的應(yīng)用，使弓網(wǎng)燃弧、設(shè)備隱性的發(fā)熱、電腐蝕等問題得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)與整治，從而保障設(shè)備運(yùn)行安全。

4.4加大弓網(wǎng)設(shè)備聯(lián)合整治力度，確保弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)良好

電力機(jī)車作為牽引供電系統(tǒng)的一個(gè)子部分，其設(shè)備運(yùn)行的可靠性對(duì)接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行也起著至關(guān)重要的作用。由于弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不良導(dǎo)致發(fā)生事故的情況也占有相當(dāng)?shù)谋壤虼思訌?qiáng)電力機(jī)車設(shè)備的檢查維修工作也顯得尤為重要，尤其要著重檢查車頂絕緣設(shè)備是否存在著破裂、臟污、燒損等現(xiàn)象，受電弓是否存在著撬起、變形、深溝槽以及機(jī)車車頂各連接零部件狀態(tài)是否良好等。

結(jié)論

接觸網(wǎng)作為一種特殊的輸電線路，其主要架設(shè)在鐵路上空，為電氣化鐵路提供電能供應(yīng)。由于接觸網(wǎng)沒有備用的戶外供電裝置，因此在運(yùn)行過程中容易受各種惡劣天氣現(xiàn)象的影響，一旦接觸網(wǎng)發(fā)生故障，必然會(huì)導(dǎo)致行車中斷，影響鐵路的正常運(yùn)輸。

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作者簡(jiǎn)介：令棟，武漢高速鐵路職業(yè)技能訓(xùn)練段供電教研室培訓(xùn)師