電氣化鐵路接觸網(wǎng)檢測方式探討

張存俊

摘要：本文主要介紹了目前電氣化鐵路接觸網(wǎng)的檢測方式，針對接觸網(wǎng)電氣灼傷產(chǎn)生的原因，提出了改進目前接觸網(wǎng)的檢測手段。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；紅外線檢測；超聲波檢測

引言

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路重要的組成部分，由于接觸網(wǎng)常年遭受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕和高速運行受電弓的沖擊和震動，其機械和電氣性能及狀態(tài)都在動態(tài)變化之中。因此如何對接觸網(wǎng)的電氣或機械設(shè)備進行有效的檢測，就成為當前電氣化的重要問題。在電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備的各類故障中，電氣燒傷故障因其事前難以發(fā)現(xiàn)而且危害性大，已越來越引起供電運營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)設(shè)備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機械故障和電氣燒傷成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于接觸網(wǎng)長期運行，牽引功率不斷增加的情況下，設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已越來越突出。因此，在預(yù)防和防止接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為供電運營單位為確保供電安全的一個重要任務(wù)。

一、電氣化鐵路接觸網(wǎng)的概況

接觸網(wǎng)在電氣化鐵路的牽引供電設(shè)備中是最主要的組成部分，沿著鐵路線的軌道架設(shè)于上空特定的位置，屬于一條特殊的輸電線路。它由支持裝置、接觸懸掛、支柱與基礎(chǔ)和定位裝置等構(gòu)成。其任務(wù)是給下方快速運行的電力機車的受電弓向沿線運行過程中的電力機車傳輸電能。接觸網(wǎng)和普通電力線路傳輸電能不同，大量電力機車的快速滑移的受電弓從接觸網(wǎng)上取流.由于內(nèi)部因素（電弧的產(chǎn)生）及外部因素（天氣變化和大氣污染）的影響，使接觸網(wǎng)比普通的電力線路更容易發(fā)生故障。接觸網(wǎng)與電力機車在時間和空間上的緊密關(guān)系，所以接觸網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障狀況，就會使與之對應(yīng)供電臂停電，導(dǎo)致在期間運行過程中的電力機車因為失去動力而停運。因此，接觸網(wǎng)的狀態(tài)對于鐵路運輸?shù)哪芰τ兄鴺O其重大的影響。

二、電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障分析

接觸線材料的選擇。高速鐵路接觸所用的導(dǎo)線材質(zhì)和品種是很多的，從經(jīng)常使用的材料來看主要有四種：銅合金接觸導(dǎo)線、純銅接觸導(dǎo)線、鋁合金接觸導(dǎo)線。接觸線是接觸網(wǎng)直接與列車受電弓進行接觸和傳遞電力電能的材料，它對電力機車受電弓系統(tǒng)的受流狀態(tài)和性能的優(yōu)劣產(chǎn)生巨大的影響，起著重要的作用，接觸材料的選擇直接影響接觸網(wǎng)接觸線的抗拉力性能、抗疲勞性能等。在電氣化鐵路運行中，由于受電弓的取流比較大，所以當受電弓和接觸線脫離了接觸后發(fā)生離線現(xiàn)象，會加大滑板與導(dǎo)線的電能磨耗。在受電弓的影響作用之下，接觸網(wǎng)為較小阻力的彈性系統(tǒng)，處于良好的受流狀態(tài)下時，受電弓運行的軌跡影響著接觸線的彈性。

（一）電氣聯(lián)結(jié)方面的故障

電氣聯(lián)結(jié)故障主要是因為運輸過程中出現(xiàn)超負荷的現(xiàn)象，這里兩種方法能夠解決當前情況。首先是加大電氣化鐵路接觸的負載量，讓接觸網(wǎng)的負載量能夠滿足當前的運輸需要。另外一點就是增設(shè)電氣鐵路，可以分擔(dān)運輸任務(wù)和壓力，這樣就能在很大程度上降低電氣聯(lián)結(jié)方面的故障。

（二） 絕緣方面的故障

接觸網(wǎng)是一種特殊的高壓電設(shè)備，所以絕緣是其中最基本也是最重要的技術(shù)指標，接觸網(wǎng)懸掛的高度跟列車很近，很容易被環(huán)境污染，在外界的影響下，絕緣部件的性能是考驗接觸網(wǎng)是否正常供電的關(guān)鍵因素。在絕緣方面，無論是絕緣的材質(zhì)還是絕緣體跟空氣之間的間隙都會引起絕緣故障，一般表現(xiàn)為接觸網(wǎng)帶電部分會對接地體放電，絕緣體部件被擊穿，形成接觸網(wǎng)短路接地。絕緣方面出現(xiàn)故障主要是因為清掃的數(shù)量大，周圍的環(huán)境污染過于嚴重，讓絕緣子表面覆蓋了很多的導(dǎo)電物體而導(dǎo)致被擊穿，也可能是因為清掃工作做到位，但是周圍存在化工污染，這樣的環(huán)境也容易讓絕緣子閃絡(luò)，另外在電氣列車經(jīng)過的過程中，接觸網(wǎng)與電氣列車長期處于摩擦的狀態(tài)，絕緣子的表面會產(chǎn)生一層碳粉，碳粉會讓絕緣子成為導(dǎo)體，從而產(chǎn)生擊穿故障。在鐵路旁邊會有建筑物或者自然植物，而這些外界物體都會因為自然災(zāi)害而改變存在的狀態(tài)，所以當接觸網(wǎng)跟外界物體的距離變得更近的時候，接觸網(wǎng)就會被動的發(fā)生漏電故障，同時鳥巢也是引起絕緣故障的原因之一。

三、將接觸網(wǎng)的“周期修”改為“狀態(tài)修”

當前，我國的電氣化鐵路接觸網(wǎng)是根據(jù)其運行檢修的規(guī)程中規(guī)定的內(nèi)容、周期和項目來進行測量、維修和檢查的?！爸芷谛蕖钡姆绞骄哂幸欢ǔ潭鹊拿つ啃?，其規(guī)定無論電氣化鐵路的接觸網(wǎng)有無故障，只要是檢修周期制定的時間到來，處于良好狀態(tài)下的接觸網(wǎng)也要維修，而不到檢修周期制定的時間里，處于不良狀態(tài)下的接觸網(wǎng)往往無法得到及時的修理。相關(guān)單位應(yīng)對接觸網(wǎng)的技術(shù)狀態(tài)采取針對性的“狀態(tài)修”方式，對有故障的區(qū)域進行維護與檢修，充分的利用規(guī)定檢修的時間。大力提高設(shè)備的檢修質(zhì)量，保障供電設(shè)備的安全性和可靠性。如，由西南交大和寶雞、成都等鐵路局聯(lián)合研制出接觸網(wǎng)的檢測車，可附于列車上，也可單獨行駛.檢測車上的檢測裝備可以在列車快速運行的過程中，自動檢測接觸網(wǎng)技術(shù)狀態(tài)和各個參數(shù)，并通過錄像的系統(tǒng)和缺陷數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，把檢測過程中所有數(shù)據(jù)實時的記錄下來。這些數(shù)據(jù)是接觸網(wǎng)的維修中最為可靠的依據(jù)。

四、對弓網(wǎng)故障的應(yīng)對措施

加強對接觸網(wǎng)的參數(shù)監(jiān)測工作，嚴格的按照正常運行的指標，定期對接觸網(wǎng)的參數(shù)進行監(jiān)測，掌握設(shè)備的整體狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時修正和更換。還要加強接觸網(wǎng)中各個部位的螺栓，防松墊片以及螺母等的檢查，在設(shè)備剛開始投入使用的時候就要對各個部位的螺栓和螺母進行加固，在運行過程中也要定期檢查是否有松動的情況。另外在條件允許的情況下，要多使用防松墊片。在設(shè)備的安裝過程中要主動的考慮到當?shù)氐臍夂驐l件和溫度條件，還要做好預(yù)防自然災(zāi)害的保護準備。值得一提的是有些不能適應(yīng)列車運行條件的接觸網(wǎng)部件和處所需要改造，比如說高速動車組運行的分段，分相和抬高受限處所，容易脫落的部件就需要及時更換。

（一）紅外線測溫

在檢測牽引供電中遇到的問題紅外線測溫技術(shù)針對電氣連接部位過熱的檢測能起到一定的作用。但檢測接觸網(wǎng)電氣連接部位的時候，需點對點進行檢測，這樣非常消耗時間，而且有時根據(jù)天氣溫度的變化檢測結(jié)果容易出現(xiàn)誤差。紅外線測溫儀只有當設(shè)備發(fā)生故障發(fā)熱時才能檢測出來，對一些部位松動早期也就是溫度發(fā)生前是無法檢測的，所以還要配合其他高科技檢測產(chǎn)品來完成，比如超聲波檢測儀就可以在連接部位發(fā)生松動的初期但這時候還沒有溫度產(chǎn)生，就能檢測到因松動發(fā)出來的超聲波。

（二）超聲波檢測

超聲波是聲波大家族中的一員，聲波是物體機械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點在其平衡位置附近進行的往返運動，譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動頻率大于40567以上的，其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（4000067），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。好的檢測手段和設(shè)備能起到故障早期預(yù)防和發(fā)生，針對牽引供電故障分析，可以采取以下措施來提高其供電可靠度。采用超聲波檢測儀器，提高設(shè)備的運行可靠性，認真做好日常運行維護工作，提高設(shè)備健康水平，運行人員加強巡視維護質(zhì)量?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)或消除設(shè)備隱患，提高供電可靠性，全方位配合開展設(shè)備狀態(tài)檢修。紅外線測溫儀只能在設(shè)備故障過熱的情況下探測到，而超聲波在介質(zhì)中產(chǎn)生的信號的強弱就可以反映出絕緣是否損壞和松動，起到了提前預(yù)防、提前發(fā)現(xiàn)，將設(shè)備缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。有計劃地對接觸網(wǎng)上的各個連接部位及線夾進行有效的實時監(jiān)控，利用超聲波檢測儀及時發(fā)現(xiàn)線夾松動和絕緣損壞的早期放電現(xiàn)象，起到預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。

結(jié)束語

電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)線路是在力與電的雙重作用下工作的，機械故障和電氣燒傷故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于各種原因，接觸網(wǎng)容易出現(xiàn)吊弦、電聯(lián)結(jié)、接觸線、承力索等電氣燒傷。因燒傷后不易發(fā)現(xiàn)燒傷部位長期通電運行，最終導(dǎo)致燒傷部分超限，從而引起接觸網(wǎng)斷線等事故發(fā)生。因此，建立檢查與檢修相互制約機制，落實狀態(tài)修中的檢查要求，通過檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，及時檢修處理，在檢查中配合使用超聲波檢測儀對錨段關(guān)節(jié)、電連接器等有關(guān)部位，利用超聲波高頻短波的特性，監(jiān)測電氣聯(lián)接的性能和狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，將設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài)。

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