探析電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障及防護(hù)方法

郭建榮

（中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司西安高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段，西安 710000）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)電氣化鐵路的使用范圍越來(lái)越廣。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化的重要設(shè)備和部件，且接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、問(wèn)題多樣，無(wú)備用設(shè)備。對(duì)接觸網(wǎng)的故障沒有充分了解搶修工作會(huì)非常艱難，所以迅速并有效的對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行修復(fù)對(duì)電氣化鐵路來(lái)說(shuō)非常重要。

1 電氣化鐵路接觸網(wǎng)的原理與基本組成

接觸網(wǎng)的主要作用就是將電能輸送到列車上，確保列車由正常運(yùn)作的電能供應(yīng)。接觸網(wǎng)由基礎(chǔ)與支柱、接觸懸掛、支持裝置和定位裝置等四個(gè)部分組成。

1.1 基礎(chǔ)與支柱

構(gòu)成部件包括支柱和基礎(chǔ)部件，發(fā)揮的作用是承受接觸懸掛和高效支持裝置負(fù)荷。

1.2 接觸懸掛

由接觸線、承力索、吊弦以及連接零件構(gòu)成。在接觸網(wǎng)中主要發(fā)揮傳輸電能的作用。接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型區(qū)分，根據(jù)其縱向索線的數(shù)目和特點(diǎn)可以分為簡(jiǎn)單接觸懸掛與鏈型接觸懸掛兩大類。

1.3 支持裝置

支持裝置由腕臂、壓管、定位設(shè)備、軟硬橫跨等部分構(gòu)成。在使用中主要發(fā)揮著支撐接觸懸掛，以及將懸掛物的負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)定傳遞的作用。根據(jù)接觸網(wǎng)地點(diǎn)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。

1.4 定位裝置

定位裝置在電氣化鐵路接觸網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用，其主要包含定位管、定位器、定位線和輔助材料等部分。其作用是為了將接觸網(wǎng)的接觸線進(jìn)行有效固定，避免接觸線脫離實(shí)際所在軌道，只有在定位裝置的固定下才能保證接觸線發(fā)出的負(fù)荷均勻傳到支柱上。

2 電氣化接觸網(wǎng)設(shè)備故障因素分析

2.1 弓網(wǎng)故障分析

弓網(wǎng)的作用是為列車輸送電能，其供電方式有三種。主要包括單、雙邊供電和越區(qū)供電。當(dāng)弓網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，技術(shù)人員常常都是在接觸網(wǎng)參數(shù)特性或者性能層面上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。但是也有可能是由于雷雨天氣、大風(fēng)等環(huán)境因素使接觸網(wǎng)出現(xiàn)弓網(wǎng)故障。出現(xiàn)弓網(wǎng)故障這種問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：一方面，接觸網(wǎng)中的零件長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)導(dǎo)致零件變形或者脫落導(dǎo)致的弓網(wǎng)故障，另一方面，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，列車速度不斷提升，由于部分的弓網(wǎng)壓力相對(duì)較大，零部件的性能無(wú)法適應(yīng)列車速度帶來(lái)的壓力，接觸網(wǎng)部件會(huì)變得越來(lái)越脆弱，部分零件會(huì)出現(xiàn)脫落情況。

2.2 電氣聯(lián)結(jié)故障

接觸網(wǎng)作為一種供電設(shè)備，其運(yùn)行原理是機(jī)電合一的結(jié)果。通常情況下，接觸網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，有可能有電氣方面的故障出現(xiàn)。其中最為危險(xiǎn)和嚴(yán)重的故障就是電氣燒傷，其產(chǎn)生因素是多方面的，但核心誘發(fā)因素為牽引裕量出現(xiàn)問(wèn)題。具體表現(xiàn)為，在設(shè)計(jì)牽引裕量時(shí)，為了保險(xiǎn)起見大多設(shè)計(jì)者會(huì)在理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加裕量。近年來(lái)列車整體運(yùn)行速度提升迅速，過(guò)多的裕量來(lái)牽引容易出現(xiàn)電氣燒傷的危險(xiǎn)。

2.3 絕緣方面的故障

接觸網(wǎng)作為高壓供電設(shè)備，所以絕緣要求比較高，但是接觸網(wǎng)與其他高壓設(shè)備的區(qū)別在于，接觸網(wǎng)和列車之間的距離更小，從而容易遭到外界環(huán)境因素的不良干擾。當(dāng)前分析出來(lái)的接觸網(wǎng)故障原因是，接觸網(wǎng)中的材料質(zhì)量不佳，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間與列車摩擦?xí)r，一部分材料會(huì)被摩擦成碳粉，最終會(huì)導(dǎo)致絕緣子表面產(chǎn)生大量的導(dǎo)電物體，使絕緣子被擊穿。這樣的長(zhǎng)期接觸摩擦就會(huì)是接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障的幾率增加。此外，有研究表明，天氣因素也是造成接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障的一個(gè)原因。

3 電氣化接觸網(wǎng)故障防護(hù)措施

當(dāng)接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障以后，都會(huì)對(duì)電氣化鐵路的良好運(yùn)行帶來(lái)消極影響，所以有必要對(duì)于運(yùn)行中的常見問(wèn)題和故障給予高質(zhì)量排查和防范。只有在第一時(shí)間消除小故障，才能避免整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)大故障。

3.1 弓網(wǎng)故障防護(hù)措施

當(dāng)弓網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也需要工作人員在維修時(shí)，注重接觸網(wǎng)中各項(xiàng)參數(shù)以及運(yùn)行指標(biāo)的正?；⑼ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行給予實(shí)施監(jiān)控和記錄，這樣能夠確保問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，能夠在第一時(shí)間采取措施進(jìn)行處理。同時(shí)還要強(qiáng)化對(duì)弓網(wǎng)設(shè)備的檢修，保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 電氣聯(lián)結(jié)故障防范措施

針對(duì)電氣聯(lián)結(jié)方面存在的故障，則時(shí)因?yàn)榱熊嚦３?huì)在運(yùn)行期間出現(xiàn)超負(fù)荷狀況。所以，為了保證列車滿足實(shí)際運(yùn)輸需求，也就是接觸網(wǎng)滿負(fù)載量運(yùn)行，需要工作人員有針對(duì)性地增加接觸網(wǎng)負(fù)載量。其次，可以結(jié)合實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量充分考慮牽引裕量，確保能夠進(jìn)一步與列車速度相匹配，最大程度避免電氣聯(lián)結(jié)問(wèn)題的出現(xiàn)。另一方面，為了降低故障率，還需要管理部門及時(shí)安排相關(guān)的專業(yè)技術(shù)操作人員外出培訓(xùn)，不斷更新自身知識(shí)和技術(shù)，從而更好地服務(wù)于電氣化鐵路工作。

3.3 絕緣方面故障防范措施

對(duì)于絕緣方面的故障，首先應(yīng)該做好高壓供電設(shè)備絕緣材料上的清潔工作，在嚴(yán)重且經(jīng)常污染的區(qū)段需要經(jīng)常且定期的去清掃，增加清掃的頻率。對(duì)于那些運(yùn)行環(huán)境不好、污染性過(guò)大的區(qū)域，則可以選擇硅橡膠絕緣子作為相關(guān)設(shè)備的保護(hù)盒，這樣不僅能使供電設(shè)備具有更好的抗污效能，還能保證設(shè)備的絕緣性不會(huì)影響其他外界建筑，同時(shí)保證在惡劣的天氣狀態(tài)下，接觸網(wǎng)能保證安全距離。

3.4 做好主要供電設(shè)備的日常檢測(cè)檢修工作

通常情況下，有些零部件在接觸網(wǎng)中長(zhǎng)期的運(yùn)作過(guò)程，會(huì)有隨時(shí)脫落的情況出現(xiàn)，如果工作人員沒有給予足夠詳細(xì)的檢修工作，就可能造成接觸網(wǎng)故障。所以，有必要增加對(duì)供電設(shè)備中相關(guān)部件的檢查維修力度，加大對(duì)相關(guān)運(yùn)行設(shè)備中數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備或者零部件出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，就可以及時(shí)上報(bào)，從而有效降低整體設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。