地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)的常見故障及防范措施

楊亞兵

（中鐵七局集團電務工程有限公司，河南鄭州 450000）

保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性是實現(xiàn)地鐵系統(tǒng)正常運營的重要基礎(chǔ)。目前在我國地鐵供電系統(tǒng)中采用的接觸網(wǎng)主要包括兩大類，其中的剛性接觸網(wǎng)由于具有較高的安全性，在地鐵供電系統(tǒng)建設(shè)中被大力推廣和應用。但是在地鐵工程供電系統(tǒng)的實際建設(shè)以及運營過程中，由于受到現(xiàn)有技術(shù)水平、環(huán)境以及人為等多種因素的影響，剛性接觸網(wǎng)經(jīng)常會發(fā)生故障，嚴重影響地鐵系統(tǒng)的運行安全，因此需要積極總結(jié)地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的實際應用經(jīng)驗，對其常見故障類型進行全面研究，并在此基礎(chǔ)上采取相應的防范對策，全面提高地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的可靠性以及安全性，為地鐵系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供穩(wěn)定的電力能源保障，促進我國地鐵工程以及現(xiàn)代化城市建設(shè)水平的提升。

1 剛性接觸網(wǎng)概述

剛性接觸網(wǎng)是地鐵供電系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)之一，其主要由匯流排、接觸線、變電設(shè)備、支撐結(jié)構(gòu)和相關(guān)的絕緣錨段關(guān)節(jié)和材料等組成。由于剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，對空間要求較低，布設(shè)施工便捷，且具有良好的可擴展性，在運行過程中不會產(chǎn)生外力張力，也不需要進行張力補償?shù)?，特別是在難以采用柔性接觸網(wǎng)的地鐵隧道段的人防門以及防淹門等部分，可以采取可移動式的剛性接觸網(wǎng)，滿足其供電要求。剛性接觸網(wǎng)在運行過程中不會產(chǎn)生強烈的弓網(wǎng)滑動波動，具有較好的穩(wěn)定性，且其匯流排的參熱性能也較為突出，可以及時散逸弓網(wǎng)滑動熱量，因此剛性接觸網(wǎng)在地鐵供電系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。但是由于我國在剛性接觸網(wǎng)的實際應用經(jīng)驗不足，其發(fā)生故障的概率相對較高，應采取有效的防范措施。

2 常見剛性接觸故障類型分析

2.1 零件故障類型

在地鐵供電系統(tǒng)的運行過程中，通過對剛性接觸網(wǎng)故障的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，零件類故障是其主要的一類故障類型，其故障表現(xiàn)形式主要是零件出現(xiàn)松動或者脫落的情況。

（1）零件松動。

剛性接觸網(wǎng)的零件松動故障是常見的一類故障，造成該類型故障的主要原因是地鐵在運營時行車密度相對較大，導致能量產(chǎn)生疊加效應，此時會向懸掛系統(tǒng)釋放多余能量，影響懸掛系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。剛性接觸網(wǎng)則是懸掛系統(tǒng)中的主要構(gòu)成之一，懸掛系統(tǒng)受到能量釋放作用的沖擊時，接頭螺栓可能產(chǎn)生滑牙等情況，并導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生零件松動故障。零件松動故障的發(fā)生會對地鐵供電系統(tǒng)的運行安全造成較大的風險隱患。

（2）零件脫落。

在地鐵供電系統(tǒng)的運行過程中，出現(xiàn)零件脫落情況會導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。造成零件脫落故障的主要原因是地鐵在運行過程中接觸到剛性接觸網(wǎng)，或者分段絕緣漆在高溫條件下被燒蝕破壞，都有可能造成滑板、墊片以及螺栓等零件發(fā)生脫落的情況，引發(fā)剛性接觸網(wǎng)故障，嚴重影響地鐵供電系統(tǒng)的正常運行。

2.2 接觸線故障類型

在剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，接觸線是重要的組成部分，通過對地鐵供電系統(tǒng)運行情況的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，接觸線故障也是常見的一類剛性接觸網(wǎng)故障，一旦接觸線出現(xiàn)故障，會對地鐵供電系統(tǒng)的運行安全造成較大威脅。引發(fā)剛性接觸網(wǎng)接觸線故障的形式較多，接觸線磨損、拉弧燒損以及在接觸線表面存在放電痕跡等，都會導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。

（1）接觸線磨損。

接觸線故障是地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)故障中的常見類型之一，造成該類型故障的主要原因是接觸線在剛性接觸網(wǎng)的運行過程中產(chǎn)生損耗，當接觸線的損耗程度超過了允許的范圍時，會導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。剛性接觸網(wǎng)的匯流排接頭以及其錨段關(guān)節(jié)等部位是接觸線發(fā)生磨損故障的常見點位。一旦接觸線磨損故障發(fā)生，會對剛性接觸網(wǎng)運行的安全性和可靠性產(chǎn)生不利影響，難以保證地鐵系統(tǒng)正常運營的電力供應要求。

（2）拉弧燒損。

導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生拉弧故障的原因比較復雜，主要包括剛性定位線夾設(shè)置不合理、受電弓平滑度未能達到設(shè)計標準以及匯流排出現(xiàn)變形等情況，均有可能造成拉弧燒損故障的發(fā)生，嚴重影響剛性接觸網(wǎng)的正常運行。

（3）放電痕跡。

剛性接觸網(wǎng)的接觸線表面有放電痕跡存在時，會導致接觸線故障。造成此類接觸線故障的主要原因是受客觀因素限制，剛性接觸網(wǎng)的彈性有限，在地鐵快速運行的條件下，地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的一些特殊區(qū)段會出現(xiàn)參數(shù)大幅度變化的現(xiàn)象，此時會造成電弓磨損程度加大，使得剛性接觸網(wǎng)的接觸線表面有放電痕跡現(xiàn)象出現(xiàn)，導致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障，影響地鐵供電系統(tǒng)的正常運行。

2.4 網(wǎng)受電弓故障類型

在地鐵供電系統(tǒng)的常見剛性接觸網(wǎng)故障中，受電弓故障是常見的故障類型之一，造成受電弓故障的主要原因是受電弓磨損。地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)由于受到懸掛位置以及匯流排位置等客觀因素的影響，常出現(xiàn)接觸線直接接觸受電弓的情況，受電弓受到頻繁的集中沖擊后，會產(chǎn)生一定磨損，并對剛性接觸網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性造成不利的影響。

通過對剛性接觸網(wǎng)實際應用經(jīng)驗進行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，其凹槽滑板接觸線發(fā)生變形情況后，易導致拉線以及卡線等異?，F(xiàn)象，這種現(xiàn)象會加大接觸線直接接觸受電弓的概率，并使受電弓受力增加，造成受電弓的磨損，對地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生不利影響。

3 防范剛性接觸網(wǎng)故障的有效措施

剛性接觸網(wǎng)是地鐵供電系統(tǒng)中的重要組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性對于地鐵供電系統(tǒng)運行的質(zhì)量安全具有重要的影響。為了降低剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障的概率，應從設(shè)計以及建設(shè)階段對剛性接觸網(wǎng)的各項技術(shù)參數(shù)進行科學測算分析，優(yōu)化設(shè)計方案，并嚴格遵守相關(guān)的建設(shè)標準，從源頭上防范剛性接觸網(wǎng)故障的發(fā)生。剛性接觸網(wǎng)投入運行后，應根據(jù)其常見的幾種故障類型采取相應的防范措施。

3.1 零件類故障的有效防范措施分析

對于地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)由于零部件原因所導致的故障類型，應根據(jù)具體的故障原因采取針對性的防范對策。

以零件松動類故障為例，在管理維護工作中應定期對零件的緊固情況進行檢查，一旦在檢查中發(fā)現(xiàn)零件存在松動情況，應及時將其擰緊，特別是對剛性接觸網(wǎng)中的接頭等重點部位的零件要加強檢查維護。

發(fā)現(xiàn)零件出現(xiàn)滑牙現(xiàn)象時，應對該零件及時進行更換，以避免故障的發(fā)生。針對由于零件脫落所導致的剛性接觸網(wǎng)故障，應在定期加強檢查維護，并在此基礎(chǔ)上針對比較容易存在脫落隱患的滑板、墊片以及螺栓等關(guān)鍵零件，應通過適當增加檢修次數(shù)等方式提高故障隱患排查的效率和質(zhì)量，并采取相應的防范措施創(chuàng)造有利條件，達到降低剛性接觸網(wǎng)故障發(fā)生概率的目的，為地鐵運行的安全性和穩(wěn)定性提供可靠的電力保障。

3.2 接觸線故障的有效防范措施分析

為了有效防范地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)發(fā)生接觸線類型故障，應根據(jù)該類型故障的主要成因以及誘發(fā)因素采取相應的維護管理措施，以降低故障發(fā)生的概率。針對接觸線類型故障中比較常見的由于拉弧燒損而導致的剛性接觸網(wǎng)故障，應從阻斷故障源頭入手，積極利用BIM等專業(yè)技術(shù)手段對設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化，并在剛性接觸網(wǎng)建設(shè)中嚴格按照設(shè)計標準選擇較高質(zhì)量性能的拉弧零件。

在剛性接觸網(wǎng)的運行過程中，應通過匯流排監(jiān)測等措施，對拉弧是否存在變形情況進行動態(tài)監(jiān)測。在日常管理維護工作中如果發(fā)現(xiàn)相關(guān)部件出現(xiàn)平滑度下降等問題，應及時采取相應的處理措施，以降低拉弧發(fā)生燒損情況的概率。此外，在日常管理維護工作中還應積極應用先進的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，對剛性接觸網(wǎng)的匯流排接頭以及錨段關(guān)節(jié)等故障高發(fā)點位重點加以監(jiān)測，及時掌握其實時狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常時，應及時維修或更換受損接觸線，以防止故障的發(fā)生。

3.3 受電弓類故障的有效防范措施分析

（1）加強對受電弓部件質(zhì)量性能的控制。

為了防止地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)受電弓發(fā)生故障，影響地鐵運行的安全性和穩(wěn)定性，在構(gòu)建剛性接觸網(wǎng)時，應根據(jù)設(shè)計標準進行受電弓零部件的選擇，以確保受電弓部件的各項質(zhì)量性能指標參數(shù)均能夠達到設(shè)計要求。

還應結(jié)合地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的實際運行情況，對受電弓的各項技術(shù)參數(shù)進行準確、科學的測算分析，并及時對相關(guān)參數(shù)的設(shè)定進行相應的調(diào)整，以確保地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的運行安全，為地鐵工程的正常運營提供可靠的電力能源保障。

（2）定期檢修滑板以及凹槽等關(guān)鍵部位。

地鐵供電系統(tǒng)維護人員應加強對剛性接觸網(wǎng)滑板以及凹槽等重點部位的維護檢修，定期檢測卡線以及拉線等部件的各項指標參數(shù)，防止受電弓字節(jié)接觸接觸線，達到減少受電弓損耗的目的，有效防范剛性接觸網(wǎng)故障的發(fā)生，使剛性接觸網(wǎng)的耐久性以及可靠性得到全面提升，確保地鐵供電系統(tǒng)能夠正常運行。

4 結(jié)語

為了降低剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障的概率，保障地鐵供電系統(tǒng)的正常運行，為地鐵安全運營提供可靠的電力能源保障，應加強對剛性接觸網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究，不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，對常見的剛性接觸網(wǎng)故障類型以及故障原因進行全面深入分析，并采取有針對性的防范對策，提高地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的安全性和可靠性，為地鐵工程建設(shè)以及安全運行奠定堅實的基礎(chǔ)，推動我國現(xiàn)代化城市地鐵系統(tǒng)的健康發(fā)展。