淺談隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備故障分析及解決方案

王維

摘 要：該文已隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段區(qū)段內(nèi)接觸網(wǎng)設(shè)備近些年發(fā)生的接觸網(wǎng)故障為依據(jù)，對接觸網(wǎng)故障產(chǎn)生的種類、原因及危害進(jìn)行分析，按照目前接觸網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀，提出一些改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng) 故障 整治

中圖分類號：U225 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0102-02

目前電氣化鐵路已經(jīng)成為我國鐵路的主要發(fā)展方向，在鐵路電氣化區(qū)段牽引供電系統(tǒng)已經(jīng)成為電氣化鐵路不可或缺的重要組成部分。因此如何更加長時間、有效的確保牽引設(shè)備的正常運(yùn)行已經(jīng)成為牽引供電專業(yè)努力的方向。

隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網(wǎng)設(shè)備地處我國西北部，是以蘭州為中心分別向東、西方向延伸的鐵道電氣化設(shè)備，承擔(dān)著隴海線末端與蘭新線首段連接、過渡的重要作用，是西北電氣化鐵路重要的組成部分。一旦出現(xiàn)故障將會直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時還會中斷電氣化鐵路的行車功能。因此分析和研究該區(qū)段常見故障，制定切實(shí)可行的防范措施尤其重要。

1 鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備故障分類

主要指鐵路牽引供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)設(shè)備，因自身設(shè)計、設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)營時間等原因產(chǎn)生的故障。根據(jù)隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網(wǎng)設(shè)備自2009年至2012年間發(fā)生的20件典型牽引供電接觸網(wǎng)事故、故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，接觸網(wǎng)常見故障分為以下幾類：（1）接觸網(wǎng)線索、零部件脫落。（2）接觸網(wǎng)參數(shù)變化、狀態(tài)不良。（3）接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線。（4）絕緣部件的閃絡(luò)或擊穿。（5）隧道內(nèi)滲漏水結(jié)冰造成的接觸網(wǎng)故障。（6）自然災(zāi)害造成接觸網(wǎng)設(shè)備故障。通過對2009年至2012年間該區(qū)段內(nèi)發(fā)生的20件典型牽引供電接觸網(wǎng)事故、故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，接觸網(wǎng)線索、零部件脫落引發(fā)故障8件，占總數(shù)的40%；接觸網(wǎng)參數(shù)變化、狀態(tài)不良引發(fā)故障7件，占總數(shù)的35%；接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線引發(fā)事故、故障2件，占總數(shù)的10%；隧道內(nèi)滲漏水結(jié)冰造成的接觸網(wǎng)故障1件，占總數(shù)的5%；絕緣部件的閃絡(luò)或擊穿引發(fā)故障1件，占總數(shù)的5%；自然災(zāi)害造成接觸網(wǎng)設(shè)備故障1件，占總數(shù)的5%。

2 故障原因分析及應(yīng)對措施分類

2.1 接觸網(wǎng)線索、零部件脫落

以上分析中8件接觸網(wǎng)線索、零部件脫落故障中，吊弦脫落3件；定位脫落2件；螺帽、螺栓松動造成連接件脫落2件；整體零件脫落1件。（1）吊弦脫落原因分析及預(yù)防措施：燒斷。正常情況下，吊弦是沒有電流通過的。發(fā)生吊弦燒斷現(xiàn)象主要是因?yàn)楦浇碾娺B接器損壞或與接觸線接觸不良或接觸載流不夠，機(jī)車取流時使吊弦通過較大電流而造成。磨斷。主要是因?yàn)榈跸沂芰顟B(tài)不良造成松弛，接觸懸掛長期處于動態(tài)狀態(tài)下，環(huán)與環(huán)之間或與滑板之間長時間發(fā)生較大幅度的摩擦，某一處磨斷后造成吊弦脫落。腐蝕斷或被受電弓剮斷。一是環(huán)境（化工、中腐蝕地帶）對接觸網(wǎng)的腐蝕；二是預(yù)制時受傷嚴(yán)重，長時間銹蝕、腐蝕造成開斷、脫落其他。吊弦因溫度偏移，造成拉脫線夾或拉斷吊弦線。吊弦線夾因裂紋等缺陷開斷，造成吊弦脫落。后果：一是吊弦線夾打弓。二是吊弦線夾脫落部位接觸線高度降低并且穩(wěn)定性差，造成打弓或受電弓受流狀態(tài)不良。三是脫落的吊弦線低于接觸線，受電弓通過時打擊受電弓，可能將受電弓滑板打壞，繼續(xù)運(yùn)行剮傷接觸線引起剮弓；或是吊弦線繞住受電弓后直接引起剮弓。預(yù)防措施：日常巡視、檢修中發(fā)現(xiàn)吊弦狀態(tài)不良（如松弛、磨蝕嚴(yán)重、環(huán)與環(huán)之間磨損嚴(yán)重、沿線路方向偏移角度大等缺陷）及時安排處理。發(fā)現(xiàn)吊弦有傷痕，及時安排檢修附近的電連接器或?qū)Я髟O(shè)備。安裝吊弦時，按標(biāo)準(zhǔn)及進(jìn)行，保證制作安裝新吊弦符合技術(shù)要求。

（2）定位脫落原因分析及預(yù)防措施：定位鉤與定位環(huán)在機(jī)車受電弓運(yùn)行當(dāng)中受振動或其他外力作用，脫開；棒式絕緣子污閃，短路電流將定位夾或定位器、定位環(huán)部位燒傷造成脫落；嚴(yán)重腐蝕（化工廠、隧道漏滲水、電連接不良分流電腐蝕）造成脫落。后果：定位器脫落后一方面會因接觸線高度和拉出值的變化引起弓網(wǎng)故障，另一方面若定位器脫落后未落地，不僅會造成剮弓，而且也引起接觸網(wǎng)對機(jī)車放電、受電弓碰擊定位器打壞受電弓幾機(jī)車上的絕緣子、定位器被受電弓擊飛后打壞其他接觸網(wǎng)設(shè)備或部件。預(yù)防措施：一是日常檢修、巡視中注意檢查、觀測各零件及其連接部件狀態(tài)良好。緊固線夾螺栓要適度，以免造成事故隱患。對連接部位及緊固好的定位線夾要檢查狀態(tài)是否良好。二是調(diào)整導(dǎo)線高度及馳度時，一定要使定位器坡度（定位器與水平夾角的正切值）保持在1/10至1/5的范圍，同時保證定位管處在水平狀態(tài)。三是氣溫突然升高或降低時，應(yīng)加強(qiáng)步行巡視，特別注意定位器坡度及沿抵觸線縱向偏移，最大不超過定位管長度的1/3的大小，不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時要及時安排處理。四是對風(fēng)口地段定位裝置進(jìn)行防風(fēng)改造，防止風(fēng)力使定位失穩(wěn)、接觸懸掛擺動發(fā)生弓網(wǎng)故障。五是采用先進(jìn)技術(shù)，對絕緣部件進(jìn)行絕緣性能測試和污穢清掃。采用絕緣性能好的噴涂材料，對污染嚴(yán)重的絕緣部件進(jìn)行提高表面閃絡(luò)電壓的噴涂。同時，采用絕緣水平高、防污性能強(qiáng)的絕緣元件，防止絕緣子閃絡(luò)、擊穿使接觸網(wǎng)對地短路放電燒壞零部件，造成定位脫落。六是在重腐蝕區(qū)、沿海地帶、滲漏水隧道及氣候潮濕地區(qū)，安裝或更換接觸懸掛支持部件前，根據(jù)情況先對部件采取涂環(huán)氧樹脂或絕緣清漆等防腐技術(shù)處理。特殊地段應(yīng)采用鍍絡(luò)部件或銅材質(zhì)部件。

（3）螺帽、螺栓松動造成連接件脫落原因分析及預(yù)防措施：原因及后果：部分螺帽、螺栓未能按規(guī)定緊固到位，造成螺帽、螺栓在運(yùn)行過程中松動、脫落，（使接觸網(wǎng)參數(shù)拉出值、導(dǎo)高、線叉參數(shù)發(fā)生變化，）當(dāng)其參數(shù)超出受電弓的工作范圍時，常常會發(fā)生鉆弓、打弓故障。預(yù)防措施：加強(qiáng)對接觸網(wǎng)各部分螺帽、螺栓、彈墊、防松墊片的檢查。在設(shè)備投入時要對各部分螺帽、螺栓進(jìn)行平推緊固，在此基礎(chǔ)上通過抽查逐步摸索螺帽、螺栓動態(tài)松動周期，及時進(jìn)行緊固，確保各部分參數(shù)處于標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2.2 接觸網(wǎng)參數(shù)變化、狀態(tài)不良endprint

原因分析：由于接觸網(wǎng)部件在溫度變化時由于接觸懸掛的熱脹冷縮致使相應(yīng)的線索弛度發(fā)生變化（如懸掛間電連接線、中錨輔助繩、開關(guān)引線等）或長期運(yùn)行過程中的震動疲勞，都有可能造成接觸網(wǎng)參數(shù)變化、狀態(tài)發(fā)生改變。工務(wù)部門施工后對接觸網(wǎng)設(shè)備參數(shù)產(chǎn)生影響。防范措施：加強(qiáng)對接觸網(wǎng)參數(shù)的檢測。嚴(yán)格按照測量、巡視周期對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測，掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。提高檢修人員作業(yè)質(zhì)量，嚴(yán)格按照《接觸網(wǎng)檢修規(guī)程》相關(guān)要求對設(shè)備進(jìn)行檢修，確保設(shè)備參數(shù)滿足要求。

2.3 接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線

原因分析：燒斷、拉斷、腐蝕斷是造成接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線的主要原因。如果斷線處未落地并未引起跳閘，則因接觸線張力的變化及馳度變化，可能造成剮弓事故；如果斷線處的斷頭落地，則造成接觸網(wǎng)對地短路放電，短路電流可能會損壞、燒斷承力索或其他接觸網(wǎng)設(shè)備及零部件。如果錨段關(guān)節(jié)處補(bǔ)償裝置的制動失靈或動作情況不良，則墜砣落地或較長距離下移，可能出現(xiàn)拉壞、拉脫定位，拉偏、拉脫吊弦，拉偏、拉壞碗臂及電連接器等擴(kuò)大事故范圍情況。如果接觸線斷線因剮弓所致，則整個事故范圍大、接觸網(wǎng)設(shè)備損壞程度嚴(yán)重、事故搶修所用時間長。

防范措施：一是按規(guī)定時間、周期及標(biāo)準(zhǔn)測量接觸線的磨耗，對局部磨耗超過規(guī)定的及時進(jìn)行電氣補(bǔ)強(qiáng)、切斷后做接頭或更換。二是日常檢修作業(yè)中注意檢查接觸線的損傷情況，發(fā)現(xiàn)局部損傷截面超過規(guī)定及時進(jìn)行電氣補(bǔ)強(qiáng)、切斷后做接頭或換線。三是日常巡視或檢修中，注意接觸線接頭線夾處、絕緣器接頭線夾處、中心錨結(jié)線夾處及定位點(diǎn)處接觸線的磨耗情況，發(fā)現(xiàn)磨耗或損傷超過規(guī)定者及時進(jìn)行處理。發(fā)現(xiàn)接觸線存在的硬彎、硬點(diǎn)及時進(jìn)行處理（如校直、切斷做接頭或換線）。四是按規(guī)定時間、周期及標(biāo)準(zhǔn)檢修各種電連接器。對電連接器與接觸線接觸面載流不夠的區(qū)段，適當(dāng)增設(shè)電連接器組數(shù)或增大電連接器與接觸線的接觸載流面。五是定期清掃各種絕緣元件，對不符合技術(shù)要求者及時進(jìn)行更換。六是提高日常檢修質(zhì)量，保證接觸懸掛的技術(shù)狀態(tài)符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 絕緣部件的閃絡(luò)或擊穿

原因分析：（1）絕緣子臟污：主要表現(xiàn)為清掃周期過長，周圍環(huán)境污染嚴(yán)重，使絕緣子表面覆蓋了較多的導(dǎo)電介質(zhì)而放電擊穿。（2）絕緣子的絕緣強(qiáng)度或材質(zhì)不能適應(yīng)周圍環(huán)境：主要表現(xiàn)為絕緣子雖然按照周期進(jìn)行了清掃，但由于周圍污染介質(zhì)的特殊性如化工污染等，使絕緣子在不太臟污的情況下發(fā)生了放電擊穿故障。（3）分相、分段絕緣棒由于與碳質(zhì)材料的受電弓頻繁摩擦接觸，使其接觸表面覆蓋了一層碳粉，由于受天窗點(diǎn)的限制而不能及時清掃，使電弧沿其表面發(fā)生擊穿故障。（4）接觸網(wǎng)帶電部分由于受溫度變化，其空間幾何位置發(fā)生變化，當(dāng)對接地體的距離偏小于安全距離時，便會發(fā)生對地放電故障。（5）鐵路旁邊的建筑物、樹木、風(fēng)飄物等由于受自然災(zāi)害的影響而使其狀態(tài)發(fā)生變化，當(dāng)其對接觸網(wǎng)（含供電線）的距離小于安全距離時，接觸網(wǎng)也被動發(fā)生放電跳閘故障。另外融冰、鳥類搭窩用的導(dǎo)電體以及動物本體也會在特定情況下引發(fā)短路放電故障。

應(yīng)對措施：加強(qiáng)絕緣的清掃工作，對部分污染嚴(yán)重的區(qū)段人為縮短清掃周期。對環(huán)境污染嚴(yán)重區(qū)段更換為抗污能力強(qiáng)的的硅橡膠絕緣子。對鐵路附近可能危機(jī)接觸網(wǎng)供電安全的危樹、建筑物及時聯(lián)系處理，保證其在惡劣天氣下狀態(tài)發(fā)生變化時對接觸網(wǎng)能有足夠的安全距離。加強(qiáng)對網(wǎng)上積雪的清掃工作和鋼柱、橫梁上鳥巢的清理工作，防患于未然。

2.5 隧道內(nèi)滲漏水結(jié)冰引發(fā)故障

原因分析：因隧道漏水加重，水流在絕緣子上造成絕緣性能下降，導(dǎo)致絕緣子擊穿。由于結(jié)冰造成絕緣距離不足，導(dǎo)致放點(diǎn)燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。各供電車間根據(jù)氣溫變化情況，及時安排各接觸網(wǎng)工區(qū)提前對隧道結(jié)冰情況進(jìn)行認(rèn)真檢查監(jiān)控，根據(jù)隧道結(jié)冰情況隨時打冰。對氣溫、結(jié)冰情況進(jìn)行分析總結(jié)，探索規(guī)律，以便更合理的安排打冰時間和周期，確保打冰工作有效實(shí)施。

2.6 自然災(zāi)害引發(fā)故障

原因分析：接觸網(wǎng)漏天設(shè)置受自然環(huán)境變化影響較大（如雨、雪、風(fēng)等天氣條件下造成的塌方），可能導(dǎo)致支柱傾斜、接觸網(wǎng)參數(shù)變化等；同時設(shè)置位置限制還會由于外界動力機(jī)械的撞擊，造成接觸網(wǎng)支柱及接觸網(wǎng)懸掛參數(shù)的變化。整改措施：對鐵路附近可能危機(jī)接觸網(wǎng)供電安全的危樹、建筑物及時聯(lián)系處理，保證其在惡劣天氣下狀態(tài)發(fā)生變化時對接觸網(wǎng)能有足夠的安全距離。加強(qiáng)設(shè)備抵抗自然災(zāi)害的能力。

3 結(jié)語

通過對隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網(wǎng)設(shè)備自2009年至2012年間發(fā)生的20件典型牽引供電接觸網(wǎng)事故、故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可知該區(qū)段鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備故障多是由于接觸網(wǎng)線索、零部件脫落及設(shè)備參數(shù)發(fā)生變化造成，所以日常加大對對此類問題的關(guān)注，及時預(yù)防相關(guān)設(shè)備隱患的出現(xiàn)，是降低接觸網(wǎng)設(shè)備故障件數(shù)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2002.

[2] 吳積欽.列車提速與弓網(wǎng)關(guān)系[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2006.endprint