電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障及保護(hù)措施

陳建華 楊虎 張鵬

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，鐵路工程也迅速發(fā)展起來。接觸網(wǎng)是鐵路沿線上空架設(shè)的一種特殊輸電線路，現(xiàn)已成為電氣化鐵路的重要供電裝置之一。在出現(xiàn)故障的情況下，會影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。論文主要對電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障及保護(hù)措施進(jìn)行了分析，給相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路 接觸網(wǎng)故障 保護(hù)措施

引言

為了發(fā)揮鐵路電力牽引動力具有較大功率、較低能耗以及較高效率、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，就需要加大對鐵路接觸網(wǎng)常見故障及其原因的研究力度，準(zhǔn)確判斷故障類型并采取針對性的故障解決方案，保證鐵路接觸網(wǎng)的穩(wěn)定和可靠、安全運(yùn)行。

1電氣化鐵路接觸網(wǎng)概述

所謂電氣化鐵路接觸網(wǎng)，主要是以電能作為運(yùn)行能源，由接觸懸掛、支持裝置、支柱與基礎(chǔ)等部分構(gòu)成。就其具體的結(jié)構(gòu)而言，接觸懸掛又由接觸線、吊弦、承力索及連接部件構(gòu)成，屬于機(jī)車的直接能源供給部分。支持裝置則主要由定位裝置、腕壁等連接件構(gòu)成，其在于懸吊及支持接觸懸掛，且發(fā)揮著負(fù)載傳遞的功能。支柱和基礎(chǔ)部分以鋼筋混凝土柱、基坑、鋼柱和基礎(chǔ)為主，接觸懸掛和支持裝置的全部負(fù)載都將由該部分承受。根據(jù)鐵路自身的基本特點(diǎn)，接觸網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境以露天為主，而受制于差異化的運(yùn)行條件及環(huán)境，其在運(yùn)行的過程中故障風(fēng)險(xiǎn)相對較高，一旦出現(xiàn)故障問題，將嚴(yán)重影響列車的正常運(yùn)行。因此在接觸網(wǎng)的應(yīng)用上，需要結(jié)合實(shí)際的使用環(huán)境及需求，對其各項(xiàng)性能指標(biāo)要加強(qiáng)關(guān)注，以適應(yīng)各類運(yùn)行環(huán)境，確保接觸網(wǎng)發(fā)揮功能的同時(shí)，降低故障的產(chǎn)生率，達(dá)到提升效率和節(jié)約成本的目的。

2電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障

2.1弓網(wǎng)故障

弓網(wǎng)的主要作用是在受電弓和接觸網(wǎng)密切接觸的情況下，將電能源傳輸?shù)诫娏C(jī)車中，常用的供電方式主要有 3種，分別是單邊供電、雙邊供電和越區(qū)供電。通常情況下，弓網(wǎng)故障指的是接觸網(wǎng)參數(shù)出現(xiàn)了很大變化，接觸網(wǎng)零件脫落和變形，但表面出現(xiàn)損壞問題時(shí)會引發(fā)弓網(wǎng)故障，其主要原因是：（1）接觸網(wǎng)部件結(jié)構(gòu)問題，在長期的使用中出現(xiàn)動蕩、施工隱患的情況下，會帶來接觸網(wǎng)零件變形和脫落問題 （2）在鐵道系統(tǒng)列車速度不斷提升的大背景下，接觸網(wǎng)部件逐漸成為接觸網(wǎng)彈性比較薄弱的位置，這時(shí)弓網(wǎng)壓力不斷增加，極易導(dǎo)致螺栓脫落問題 （3）接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障的出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)和施工等因素的影響下，出現(xiàn)接觸網(wǎng)隱患，尤其是在天氣、溫差等因素的影響下極易出現(xiàn)故障 （4）接觸網(wǎng)零件主體和安裝形式問題，如標(biāo)示牌等，由于牌面面積相對較大，安裝形式簡單且易被鐵絲固定，會出現(xiàn)被風(fēng)吹落的現(xiàn)象，部分接觸網(wǎng)零件也會出現(xiàn)這一問題，施工安裝極易受外界因素的影響，出現(xiàn)脫落現(xiàn)象 （5）造成零件脫落的原因可能是零件質(zhì)量問題，在零件質(zhì)量不滿足要求的情況下接觸網(wǎng)參數(shù)會發(fā)生變化。

2.2絕緣故障

此故障通常表現(xiàn)出接觸網(wǎng)帶電位置對接觸主體放電的現(xiàn)象，此現(xiàn)象容易擊穿絕緣配件而對地面放電。導(dǎo)致此故障的原因，主要由于周邊環(huán)境問題以及清理距離過長的原因，這使得絕緣體外表的導(dǎo)電介質(zhì)數(shù)量較多?；蛘哂捎谇謇砉ぷ鬟^度而造成周邊環(huán)境中的污染問題侵入其中，造成對絕緣體的擊穿問題。此外，由于接觸網(wǎng)運(yùn)行中需要與列車保持連接和摩擦狀態(tài)，隨著運(yùn)行時(shí)間延長會在其表面形成碳粉，在電弧影響下會造成對接觸網(wǎng)的擊穿問題。如果接觸網(wǎng)與外部物體之間的距離過近也會導(dǎo)致漏電問題。

2.3電氣連接故障

接觸網(wǎng)最核心的功能在于電力供應(yīng)，屬于一種機(jī)電結(jié)合的設(shè)施，由此在實(shí)際的應(yīng)用中易出現(xiàn)電氣故障。電氣燒傷是接觸網(wǎng)常見故障之一，同時(shí)也是影響較為嚴(yán)重的故障類型，該故障的產(chǎn)生大部分源于電氣設(shè)計(jì)，即牽引裕量與牽引運(yùn)能變化之間的不適應(yīng)性所致，尤其隨著新時(shí)期運(yùn)輸需求的增加，極大的超出了以往的設(shè)計(jì)預(yù)期，從而導(dǎo)致電氣燒傷故障成為常態(tài)。

3電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障的保護(hù)措施

3.1弓網(wǎng)故障的應(yīng)對措施

為了有效地解決弓網(wǎng)故障，相關(guān)技術(shù)人員需要強(qiáng)化接觸網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測工作。嚴(yán)格按照運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行，定期監(jiān)測接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)，掌握設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，在出現(xiàn)問題的情況下及時(shí)進(jìn)行修正和更換。并強(qiáng)化接觸網(wǎng)各個(gè)位置的螺栓、止動墊片、螺母等各項(xiàng)檢查工作，在設(shè)備投入使用初期，需要做好各個(gè)部位螺栓和螺母加固工作，定期檢查運(yùn)行松動問題。除此之外，在各項(xiàng)條件允許的情況下，盡量使用防松螺母或其他防松措施。在實(shí)際的設(shè)備安裝過程中，需要深入分析各個(gè)地區(qū)的氣候條件、溫度條件，做好自然災(zāi)害預(yù)防準(zhǔn)備工作。

3.2絕緣故障的應(yīng)對措施

在絕緣故障應(yīng)對過程中，相關(guān)人員需要做好絕緣清掃工作。在短期內(nèi)清掃污染嚴(yán)重的區(qū)域，并在外部環(huán)境惡劣區(qū)域?qū)嵭锌刮坌詮?qiáng)的硅橡膠絕緣子，如化工廠、礦場等粉塵污染嚴(yán)重區(qū)段的絕緣體。另外，為了有效地調(diào)整接觸網(wǎng)線索，需要深入分析外部環(huán)境和溫度的變化，確保絕緣物體承受一定范圍內(nèi)的溫差變化，及時(shí)地清除鐵路的各項(xiàng)影響因素，如周邊建筑物、植物和動物等。

3.3電氣聯(lián)結(jié)故障的措施

在電氣化鐵路接觸網(wǎng)中，電氣聯(lián)結(jié)故障的主要原因是運(yùn)輸過程中出現(xiàn)超負(fù)荷問題，相關(guān)人員需要采取相應(yīng)的措施解決這一問題：（1）加大電氣化鐵路接觸網(wǎng)的載流量，確保接觸網(wǎng)載流量滿足最大運(yùn)輸需求 （2）增設(shè)電氣鐵路和接觸網(wǎng)，這樣能夠分擔(dān)運(yùn)輸壓力，減少電氣聯(lián)結(jié)故障的出現(xiàn)。

4結(jié)語

綜上所述，伴隨電氣化鐵路規(guī)模地增加，接觸網(wǎng)的維護(hù)需求也不斷提升，作為基礎(chǔ)的電力能源保障設(shè)備，加強(qiáng)接觸網(wǎng)故障分析與預(yù)防，將有效降低鐵路接觸網(wǎng)故障率，為電氣鐵路運(yùn)輸提升可靠能源支撐。同時(shí)，在防范措施上也應(yīng)從質(zhì)量管控、日常維護(hù)及環(huán)境管理入手，實(shí)現(xiàn)管理效能的持續(xù)強(qiáng)化，從根源上解決故障問題，確保鐵路運(yùn)輸?shù)母咝н\(yùn)行。

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（作者單位 ：中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司 ）