接触网常见故障

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【摘 要】针对铁路牵引供电系统中接触网常见故障的现象和原因进行了详细分析,并提出了有效的针对性措施,防止和减少接触网故障的发生,确保安全供电.

【关 键 词】接触网；故障分析

在铁路电气化区段,牵引供电系统已和信号、工务一同成为不可或缺的重要组成部分.接触网是空中的轨道,是牵引供电系统中的重要组成部分,由于其露天设置,动态工作,没有备用,既要承受各种外力的作用,还要承受剧烈的负荷变化,所以一旦发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行,严重时还会中断电气化铁路的行车功能.因此分析和研究其常见故障,制定切实可行的防范措施尤显重要.接触网是一种机、电合一的特殊设备,既有机械方面的结构特点,也有电气方面的技术要求,相辅相成、缺一不可.接触网的常见故障主要表现在三个方面：空间结构尺寸方面；导电回路方面；绝缘方面.

1.空间结构尺寸方面故障

接触网即要保障质量良好地向电力机车提供电流,而且还要保证接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上,保证受电弓能质量良好地、平滑地从接触线上取流.因此接触网的技术参数一旦发生变化或接触悬挂上零件一旦脱落,就会对电力机车或电动车的运行造成障碍,严重时还会造成弓网故障.

1.1故障现象

（1）弓网故障.

（2）接触网参数变化.

（3）接触网线索、零部件脱落.

1.2原因分析

（1）施工及检修质量不合格：尤其是各部螺栓未按规定紧固到位,造成螺栓在运行过程中松动、脱落,使接触网参数（如拉出值、线岔参数）发生变化,当其参数超越受电弓的工作范围时,常常会发生钻弓、打弓故障.

（2）接触网部件变形或零部件脱落：由于接触网部件结构问题、长期运用过程中的振动疲劳或施工原因造成带病投入使用,都有可能造成接触网部件变形或零部件脱落.随着车速的提高,接触网部件成为接触网弹性的薄弱环节,即所谓的硬点.由于该处弓网压力加大,其各部螺栓更容易振动脱落引起弓网故障.

（3）接触网结构不合理：由于施工或设计原因,接触网个别处所在结构上存在问题,当温度变化时由于接触悬挂的热胀冷缩致使相应的线索驰度发生变化（如悬挂间电连接线、中锚辅助绳、开关引线等）.当线索驰度过大时在动态情况下也易形成弓网故障.

（4）产品质量问题：由于接触网产品质量不合格,使零件在长期动态工作过程中疲劳损坏,或在外界力量的冲击下发生变形,进而使接触网参数或结构发生变化,形成弓网故障.

（5）自然灾害：由于接触网漏天设置,受自然环境影响较大（如雨、雪风等恶劣天气条件下造成的塌方造成的支柱倾斜,接触网参数变形等）；同时由于设置位置限制还会由于外界动力机械的撞击造成接触网支柱及接触悬挂参数的变化等.

1.3采取措施

（1）加强对接触网参数的监测和检修：严格按照测量、巡视周期对接触网进行监测,掌握设备技术状态,发现问题及时处理.接触网参数测量主要对影响弓网取流的接触网参数进行测量：如线岔、锚段关节、分段、分相、中心锚结、接触线参数等.对测量后参数要进行综合分析,以发现和解决缺陷.

（2）加强对接触网各部螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的平推、检查：在设备投入时要对各部螺栓进行平推紧固,在此基础上通过抽查逐步摸索螺栓动态松动周期,及时进行紧固,确保各部参数处于标准范围.同时在有条件的情况下尽可能多地使用防松螺母及垫片.

（3）对不能适应列车运行条件的接触网部件和处所进行改造：如高速动车组运行区段的分段、分相和抬高受限处所.对容易脱落打弓的部件如“邻线有电牌”进行更换.

（4）严格按照温度曲线安装、调整设备：保证设备不致因温度变化而产生卡滞、过紧、过松而使接触网参数发生变化.

（5）加强设备抵抗自然灾害的能力：如给支柱修建护坡和设立防护桩等.

2.主导电回路方面故障

随着高密度、大功率、重载列车的开行,接触网传送的电能负荷大,变化剧烈,因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题.电气方面故障虽数量不多,但一旦发生,则会造成严重影响,甚至造成塌网、断线故障.

2.1故障现象

（1）线索（接触线、承力索、供电线、回流线、吸上线）自电气接续部分断股或断开.

（2）设备线夹、接头线夹连接处烧伤.

（3）软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或根部定位钩处烧伤.

2.2原因分析

（1）电联结线夹未按规定安装或在运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷,使电联结处接触电阻增加进而发热量增加,使线夹发热而烧伤线索,严重情况下烧断线索.

（2）线索、线夹额定载流量不能满足现场实际的负荷,造成线索、线夹长期超负荷运行,引起设备烧伤.

（3）站场股道电联结设置位置或数量不合理,使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差,接触悬挂在软横跨上产生环流,从而在悬吊滑轮或根部等电气薄弱环节产生拉放电伤现象.

2.3采取措施

（1）对电气接续部分（接触悬挂、供电线、AF线、回流线）进行逐个检查,在有条件情况下进行开盖检查,按照标准工艺进行检修、安装.

（2）按照设计标准及现场实际情况对电联结设置情况进行调查,及时补充安装电联结.对部分大负荷、上坡区段进行供电能力改造.

（3）对非稳定的部分进行调整,确保在动态情况下仍能保持可靠的安全距离.对确实调整不了的加装绝缘护套.

3.绝缘方面故障

接触网作为特殊的高压供电设备,绝缘是其重要的技术指标之一.按照绝缘介质,接触网的绝缘主要分为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘,其两方面有一方发生放电都会影响接触网的正常运行.由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因,绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广,对运输影响也较大,需要认真对待.

3.1故障现象

（1）绝缘子闪烙放电乃至击穿.

（2）接触网带电部分对接地体放电.

（3）因外界物体变化造成接触网对地放电.

3.2原因分析

（1）绝缘子脏污（包含机车车顶绝缘子）：主要表现为清扫周期过长,周围环境污染严重,使绝缘子表面覆盖了较多的导电介质而放电击穿.

（2）绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境：主要表现为绝缘子虽然按照周期甚至缩短周期进行了清扫,但由于周围污染介质的特殊性如化工污染等,使绝缘子在不太脏污的情况下也发生了放电击穿故障.

（3）高寒区段隧道内结冰,造成接触网对冰柱放电.

（4）铁路旁边的建筑物、树木等由于受自然灾害影响而使其状态发生变化,当其对接触网（含供电线）的距离小于安全距离时,接触网也被动发生放电跳闸故障.

3.3采取措施

（1）加强绝缘的清扫工作,对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期.

（2）对环境恶劣区段更换为抗污性能强的硅橡胶绝缘子.

（3）对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理,保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能保证足够的安全距离.

（4）加强高寒区段隧道除冰,防患于未然.

4.结语

通过对接触网常见故障分析其原因,研究制定针对性防止措施,有助于加强对其故障本源的认识,不断提高技术和管理手段,全面提高综合维护能力,为牵引供电设备的安全运行打下坚实的基础,为现代化的铁路运输提供可靠保证.[科]

【参考文献】

[1]于万聚.接触网设计及检测原理[M].成都：西南交通大学出版社,1991.

[2]汪松滋.电气化铁道接触网事故与安全运行.北京：中国铁道出版社,1993.