地鐵供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)常見(jiàn)故障和防范措施解析

薛曉武

（中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)有限公司北京城市軌道工程公司，北京 100043）

地鐵牽引供電系統(tǒng)是為地鐵運(yùn)營(yíng)提供實(shí)時(shí)供電的系統(tǒng)，在地鐵運(yùn)營(yíng)中起著相當(dāng)重要的作用。地鐵供電模式通常由直流牽引供電。接觸網(wǎng)懸掛方法分為兩種類(lèi)型：剛性懸掛和柔性懸掛。優(yōu)點(diǎn)是：電壓較高；適應(yīng)于大運(yùn)量系統(tǒng)供電；車(chē)輛可以隨時(shí)與電源斷開(kāi)；安全性較好等。但是，接觸網(wǎng)對(duì)凈空要求較高，工程量和成本較大，容易出現(xiàn)故障，需要經(jīng)常調(diào)整和維護(hù)。

1 接觸網(wǎng)故障概況

地鐵接觸網(wǎng)通常由兩種類(lèi)型的懸掛組成：剛性懸掛和柔性懸掛。接觸網(wǎng)系統(tǒng)的斷電將直接影響地鐵的運(yùn)行。在嚴(yán)重的情況下，地鐵運(yùn)行將中斷。由于接觸網(wǎng)供電的特殊性，其運(yùn)行參數(shù)的變化，（承導(dǎo)線(xiàn)的斷線(xiàn)、接觸網(wǎng)零部件的脫落、接觸網(wǎng)零部件的變形、絕緣子擊穿等） 引起的弓網(wǎng)故障出現(xiàn)，使地鐵運(yùn)行中斷。

由于過(guò)電流引起的地鐵接觸網(wǎng)短路故障，短路故障中直流開(kāi)關(guān)的重合閘保護(hù)裝置被強(qiáng)制送電，但不會(huì)成功。因此，在大電流斷開(kāi)和重合閘保護(hù)動(dòng)作的情況下，地鐵接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)應(yīng)高度重視這一現(xiàn)象。

接觸網(wǎng)主要有以下特點(diǎn)：

（1） 在工作條件變化很大的情況下，可能發(fā)生弓網(wǎng)事故。在電力機(jī)車(chē)的高速運(yùn)行中，由于受電弓的慣性力和空氣動(dòng)力的作用，在受電弓垂直方向會(huì)對(duì)接觸懸掛產(chǎn)生一定幅度的振動(dòng)。振動(dòng)導(dǎo)致接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)發(fā)生變化，并且在工作狀態(tài)變化很大的狀況下，很可能發(fā)生弓網(wǎng)事故。

（2） 接觸網(wǎng)懸掛架設(shè)安裝沒(méi)有備用設(shè)備。如果發(fā)生故障，將不會(huì)有更換設(shè)備，這將導(dǎo)致機(jī)車(chē)中斷并對(duì)地鐵運(yùn)輸產(chǎn)生負(fù)面影響。

2 地鐵接觸網(wǎng)常見(jiàn)的故障問(wèn)題

2.1 剛性接觸網(wǎng)常見(jiàn)問(wèn)題分析

地鐵采用剛性懸掛接觸線(xiàn)，由于接觸懸掛的強(qiáng)度大，不易斷裂，接觸懸掛使用的零部件少，接觸懸掛維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。然而，除此之外，剛性懸掛在使用方面具有一些缺點(diǎn)。剛性懸掛使用的時(shí)間越長(zhǎng)、發(fā)車(chē)頻率越短，這些問(wèn)題就越明顯。

（1） 接觸線(xiàn)發(fā)生磨損。電力機(jī)車(chē)運(yùn)行期間，列車(chē)起動(dòng)速度比較快，加速度比較大。因此，在接觸線(xiàn)接觸表面上發(fā)生放電或打火現(xiàn)象，并且在接觸線(xiàn)接觸表面上留下痕跡。一旦時(shí)間很長(zhǎng)，接觸線(xiàn)的表面就會(huì)磨損。而且，剛性懸掛接觸網(wǎng)受到受電弓帶來(lái)的壓力。當(dāng)剛性懸掛受到受電弓壓力和沖擊時(shí)，會(huì)發(fā)生機(jī)械磨損。

（2） 受電弓發(fā)生磨損。在列車(chē)行駛過(guò)程中，受電弓上的碳滑板會(huì)磨損。然而，由于受電弓的特殊形式，受磨損的位置在受電弓上不均勻分布，并且集中在幾個(gè)部位。在列車(chē)的前進(jìn)方向，地下隧道段采用剛性懸掛接觸線(xiàn)，而地上車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)采用柔性懸掛接觸線(xiàn)。當(dāng)列車(chē)從剛性懸掛到柔性懸掛時(shí)，接觸線(xiàn)容易在受電弓的凹槽處出現(xiàn)卡線(xiàn)的現(xiàn)象。

2.2 柔性接觸網(wǎng)常見(jiàn)問(wèn)題分析

（1） 柔性接觸網(wǎng)的三維空間結(jié)構(gòu)和幾何尺寸的缺陷。在柔性接觸網(wǎng)施工安裝的過(guò)程中，由于接觸網(wǎng)工的不正確操作，柔性接觸網(wǎng)被埋下了安全隱患。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行時(shí)，由于柔性接觸網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)問(wèn)題引發(fā)故障使運(yùn)行的列車(chē)中斷。在柔性接觸網(wǎng)使用的過(guò)程中，柔性接觸網(wǎng)零部件會(huì)受到受電弓運(yùn)行帶來(lái)的壓力和沖擊力作用而發(fā)生損壞或者變形。此外，柔性接觸網(wǎng)還會(huì)受到自然環(huán)境或者惡劣天氣的破壞，使柔性接觸網(wǎng)立體空間結(jié)構(gòu)和幾何尺寸方面發(fā)生偏離，這導(dǎo)致了接觸網(wǎng)發(fā)生打弓、鉆弓等事故。

（2） 接觸網(wǎng)導(dǎo)電回路故障。柔性接觸網(wǎng)的導(dǎo)電回路由饋線(xiàn)、隔離開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)引線(xiàn)、承力索、接觸線(xiàn)、電連接通過(guò)各種線(xiàn)夾連接組成。在安裝各種連接線(xiàn)夾過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員沒(méi)有遵守規(guī)定的要求和說(shuō)明進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行時(shí)，接觸網(wǎng)的局部電流將太大、并且零部件的分流將導(dǎo)致接觸網(wǎng)的短路或燒壞。導(dǎo)致接觸網(wǎng)導(dǎo)電回路出現(xiàn)故障從而妨礙地鐵的正常運(yùn)行。

3 接觸網(wǎng)故障的防范措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)于工程的驗(yàn)收審查

地鐵工程建設(shè)完成后，監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、地鐵公司、質(zhì)量監(jiān)督等部門(mén)必須嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行驗(yàn)收。嚴(yán)格細(xì)致地檢查接觸網(wǎng)的安裝，叁數(shù)的設(shè)定，線(xiàn)索的緊固，懸掛的穩(wěn)定性，安裝螺栓的緊固性，設(shè)備的安裝狀態(tài)以及線(xiàn)索穩(wěn)定性等。地鐵工程驗(yàn)收人員要熟悉驗(yàn)收規(guī)范，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按照工程驗(yàn)收國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行供電工程驗(yàn)收。嚴(yán)格檢查接觸網(wǎng)各種參數(shù)設(shè)置等關(guān)鍵區(qū)域，仔細(xì)檢查設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，螺栓、墊圈、螺母、插銷(xiāo)等小零件。有必要仔細(xì)檢查并全面檢查和接受所有指標(biāo)。

3.2 加強(qiáng)抵抗自然災(zāi)害的能力

自然災(zāi)害對(duì)接觸網(wǎng)的外部結(jié)構(gòu)造成了很大的破壞，并嚴(yán)重破壞了接觸網(wǎng)的功能。因此，在工程維護(hù)中，有必要為接觸網(wǎng)柱建立防護(hù)斜坡和保護(hù)樁，以增強(qiáng)其抵御自然災(zāi)害的能力。由于接觸網(wǎng)機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和電氣單元的特殊結(jié)構(gòu)，使得接觸網(wǎng)安裝極為尷尬。

3.3 加強(qiáng)對(duì)接觸網(wǎng)的檢修維護(hù)

接觸網(wǎng)運(yùn)維部門(mén)應(yīng)定期檢查接觸網(wǎng)、以消除容易發(fā)生故障的地方。（如：檢查各個(gè)部分螺栓是否緊固牢靠、螺母是否松動(dòng)、螺母有無(wú)脫扣、插銷(xiāo)是否缺失、接觸網(wǎng)零部件是否有變形，接觸網(wǎng)零件是否脫落，絕緣子是否有贓物等）。加強(qiáng)對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格按照測(cè)量數(shù)據(jù)，掌握檢查周期結(jié)果中接觸網(wǎng)的技術(shù)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)故障的原因是多方面的。為了使供電系統(tǒng)的故障處理更加有效，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的效果，在今后的系統(tǒng)運(yùn)行中，應(yīng)更加關(guān)注接觸網(wǎng)故障問(wèn)題，并積極處理這一問(wèn)題。