鐵供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性及主要故障分析

摘 要：伴隨著科學技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，城市交通規(guī)模發(fā)展迅速，居民出行工具日益快捷。地鐵作為城市交通出行的重要工具，不斷擴大變化規(guī)模，為居民生活帶來了不少的便利。接觸網(wǎng)系統(tǒng)是地鐵牽引供電系統(tǒng)中的關鍵組成環(huán)節(jié)，影響著地鐵的正常運行。如若供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，發(fā)生安全隱患，就會給地鐵造成不少的運行麻煩，增加地鐵運行維修成本，威脅乘客的安全隱患，為社會增加不少的經(jīng)濟損失。鑒于此，保障供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要。文章討論分析了地鐵供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性以及其主要故障，希望可以有效地解決平常的故障問題，保持地鐵正常運行工作。

關鍵詞：接觸網(wǎng)系統(tǒng);可靠性;故障;分析

一、 引言

經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，城市軌道交通規(guī)劃運行變得尤為重要。如何規(guī)劃良好的交通道路，如何保障軌道交通的出行，如何維持軌道交通的供電，是城市發(fā)展的關鍵。牽引供電系統(tǒng)是城市軌道交通的關鍵組成系統(tǒng)，其正常運行與否將會直接影響地鐵的正常運行。接觸網(wǎng)系統(tǒng)是地鐵供電系統(tǒng)的主要系統(tǒng)，其運行狀態(tài)會影響地鐵的運輸能力。

二、 接觸網(wǎng)系統(tǒng)

地鐵牽引網(wǎng)供電制式采用直流制。依據(jù)懸掛式形式的不同架空接觸網(wǎng)，可以分為柔性接觸網(wǎng)以及剛性接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)主要構(gòu)成組件有接觸線、中心錨結(jié)、匯流排等。其中匯流排是接觸網(wǎng)懸掛件中較為重要的組件，主要有“T”型以及“N”型兩種橫截面的形式。接觸線的構(gòu)成材質(zhì)主要是銀銅合金，可以嵌入或用線固定在匯流排上。匯流排的接頭，應該要滿足匯流排機械完成正常對接工作以及可以實現(xiàn)導電的作用。中心錨結(jié)的功能即可以有效避免接觸網(wǎng)在不同的環(huán)境不同溫度下的隨意偏移。

三、 地鐵供電系統(tǒng)

（一）集中供電系統(tǒng)模式

城市軌道交通道路，參照用電數(shù)量及線路的長短因素，可以建設城市軌道交通專用主變電所。主變電所需要有兩條線路獨立的電源。然后主變電所變壓為城市軌道交通線路內(nèi)部所需要的電壓。這種供電模式即為集中供電模式。

（二）分散供電模式

這種模式下的供電狀況是不設置主變電所，反而采用直接向各城市電網(wǎng)變電所向城市軌道交通供電。應用這種供電模式的條件是城市電網(wǎng)交通便利，各車站附近有安全可靠的供電電源。

（三）混合供電模式

這種供電模式綜合以上兩種的供電模式的特點，其中主要以集中供電為主，以分散供電模式為輔。兩種供電模式相結(jié)合的供電模式，使得供電系統(tǒng)更加完整，供電來源更加可靠。

四、 地鐵供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析

地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析的方法主要有兩種，一種是模擬法，另一種是解析法。采用模擬法的分析方法，是將系統(tǒng)拆分為多種元素，通過對元素特性進行概率分析然后進行預測，最后依據(jù)元素的特性組合來判斷系統(tǒng)是否可靠。解析法的分析方法，是參照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)以及元件之間的功能和作用的邏輯關系，構(gòu)建系統(tǒng)可靠的模型，運用數(shù)值計算方法求得滿足系統(tǒng)條件的可靠參數(shù)。

五、 地鐵供電接觸網(wǎng)的主要故障

（一）絕緣方面故障

接觸網(wǎng)是一種較為特殊的高壓供電設備，絕緣技術(shù)是其非常重要的技術(shù)。接觸網(wǎng)系統(tǒng)相較于地方電力系統(tǒng)供電線不同，懸掛高度較低而且距離機車較近，非常容易被周圍環(huán)境以及機車破壞污染，所以其絕緣也非常容易受到破壞。依據(jù)絕緣的介質(zhì)來劃分，接觸網(wǎng)的絕緣有絕緣體絕緣及空氣間隙絕緣兩種。只要這兩種絕緣有一個出現(xiàn)故障，就會影響整個絕緣網(wǎng)出現(xiàn)故障。

（二）空間結(jié)構(gòu)尺寸故障

接觸網(wǎng)不僅需要確保完整良好的為電力機車給予電流支撐，還需要保證接觸懸掛可以穩(wěn)定牢固的放置在規(guī)定的幾何位置上，以便受電弓可以平滑的從接觸線上高質(zhì)量的取流。因為受電弓的寬度有限，而機車運行速度快，所以如若接觸網(wǎng)技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化，就會降低電力機車取流的質(zhì)量，甚至造成供電接觸網(wǎng)的嚴重故障。

（三）電氣聯(lián)結(jié)方面故障

接觸網(wǎng)是機、電合一的特殊供電機械設備，所以在運行的過程中容易出現(xiàn)電氣方面的問題。一旦發(fā)生電氣方面相關的問題，就會造成嚴重的影響，危害地鐵的正常運行。

（四）匯流排方面的故障

匯流排方面發(fā)生故障主要有接觸線的電氣燒傷、匯流排的疲勞破壞、匯流排變形進而導致匯流排終端失效這幾種故障。匯流排終端容易受到環(huán)境變化、溫度變化、雨雪天氣等因素的影響而出現(xiàn)故障。所以在安裝匯流排時，需要注意安裝的細節(jié)，確保安裝到位，避免零部件卡滯或脫落進而導致器件變形等故障。在日常的使用過程中，需要定期保養(yǎng)維修，檢修匯流排的故障問題，延長匯流排的使用壽命，減少故障頻繁的次數(shù)。

六、 結(jié)語

伴隨著電氣化快速發(fā)展，接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要。分析了解地鐵接觸網(wǎng)的可靠性以及主要故障，可以為地鐵運行提供良好的建議，及時做出應對預防措施，減少故障頻發(fā)的次數(shù)，保障乘客的人身生命安全，便于地鐵正常運行。

參考文獻：

[1]李想.地鐵供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性及主要故障分析[J].電子測試，2015（23）：76，121.

[2]陳濤.地鐵供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性及主要故障分析探討[J].建筑工程技術(shù)與設計，2018（28）：3037.

作者簡介：

吳通，南京地鐵運營有限責任公司供電分公司。