論地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷與查找

高航 趙剛 何海

摘 要 在地鐵運行中，剛性接觸網(wǎng)起到了地鐵牽引與供給電力能源的作用，在支持地鐵運行中起到關鍵性作用，假如剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障，電客車將會因無動力牽引導致停運，從而引發(fā)接觸網(wǎng)專業(yè)應急搶險響應，組織對剛性接觸網(wǎng)故障區(qū)段進行故障排查并消除，恢復電客車運行，并在此過程中加強經(jīng)驗積累和技術探究，為下一次故障的排查提供技術保障。本文就對地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷與查找展開探討。

關鍵詞 剛性接觸網(wǎng) 地鐵營運 故障排查

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）01-0022-02

地鐵作為工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，因為其容量大、速度快而給人們帶來了諸多的便利，緩解了因城市人口而帶來的交通擁堵的問題，很多市政建設工程也是依地鐵沿線而修建的，但隨著地鐵的增多，也給地鐵維保人員提出了更高的要求，在地鐵的諸多系統(tǒng)中，剛性接觸網(wǎng)因為其隱密性而成了最難排查故障的系統(tǒng)之一，所以針對剛性接觸網(wǎng)的特殊結構，要用一些特殊的技巧與手段，對剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)進行快速、有效的故障排查。

1 什么是地鐵剛性接觸網(wǎng)

地鐵剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)是軌道電力牽引系統(tǒng)的四大組成部分之一，在最大程度利用隧道空間，將接觸線夾裝在匯流排上的一種懸掛方式，通過電客車上方的受電弓與接觸導線之間的滑動接觸，將牽引變電所的輸出DC1500V電能不間斷地提供給電客車，保證電客車的持續(xù)牽引動力，實現(xiàn)城市軌道交通電力牽引的運輸目的[1]。

2 地鐵營運過程中剛性接觸故障的危害

地鐵的運行所依靠的是電力系統(tǒng)，保障電力穩(wěn)定供應，是整個地鐵運行的基礎，電力的穩(wěn)定性也是對地鐵安全運行的保障。地鐵在運行時，時間都很長，而且客流量很大，所以電力系統(tǒng)的負擔相對來說也是很重的。地鐵在運行時，電能的輸送主要靠的是剛性接觸網(wǎng)，但是因為技術因素，到目前為止，對剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)并沒有多余的備份予以更換，一旦出現(xiàn)故障，則對整個地鐵線網(wǎng)也都會產(chǎn)生影響，所以，當電客車夜間停止運營期間，就需要接觸網(wǎng)檢修人員在地鐵停運期間對剛性接觸網(wǎng)進行檢修，在這種環(huán)境下，對檢修人員的技術及經(jīng)驗就有了嚴格的要求，在電客車運行時一旦因為檢修疏忽而出現(xiàn)了故障，就會影響電客車運行，造成車站乘客大面積滯留、影響線網(wǎng)調度指揮，容易引發(fā)人員踩踏等安全隱患，因此在對剛性接觸網(wǎng)進行故障排查時，一定要與站務人員加強溝通，通過站務人員對故障的現(xiàn)場描述，理清關鍵點，為制定搶修方案做好鋪墊。

3 地鐵剛性接觸網(wǎng)的故障判斷與查找

通過相關技術參數(shù)的變化來判定剛性接觸網(wǎng)的故障是接觸網(wǎng)維護人員在排查故障時的基本操作流程，在剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障時會有很多反應，比如供電分區(qū)跳閘，一旦發(fā)生這種情況，一是保持冷靜分析，二是接觸網(wǎng)搶修人員與調度指揮中心一定要緊密配合，調度指揮中心要及時調整電客車運行模式，避免因為故障而導致全線癱瘓，接觸網(wǎng)搶修部門要快速排查故障，當故障排除后，確保各項參數(shù)都已恢復正常后，安排送電恢復運營。

3.1 判斷與查找瞬間接地故障

瞬間接地故障是很常見的一種短暫性故障，比如牽引變電所饋線跳閘。導致跳閘的原因主要是因為接觸網(wǎng)內部電流過大，直流饋線開關柜啟動自保護而導致的，引起這種故障的原因有很多，例如接觸網(wǎng)相關絕緣子部件閃絡、電客車絕緣件閃絡、隧道內金屬物搭接接觸網(wǎng)等諸多意外事件。

3.2 牽引變電所內饋線有斷續(xù)接地點

搶修人員根據(jù)牽引變電所饋線開關經(jīng)常斷續(xù)性的跳閘現(xiàn)象可以推斷出，牽引變電所饋線內部出現(xiàn)斷續(xù)接地點的問題，牽引變電所內部饋線斷續(xù)接地的故障分為一條或是相鄰多條饋線接地故障。引起一條饋線接地故障的原因是因為其固定物或者零部件脫落，比如接觸網(wǎng)絕緣閃絡、樹木放電及接觸網(wǎng)斷線等。相鄰兩個或者多條饋線出現(xiàn)了連續(xù)跳閘的現(xiàn)象一般是因電客車絕緣件閃絡、電客車取流超荷載限度而引起的。除以上幾點原因外，還有地鐵內受異物影響、接觸網(wǎng)與接地部分相距過遠、接觸網(wǎng)斷線部件脫落卻未能接地、弓網(wǎng)出現(xiàn)故障等諸多因素也可引起牽引變電所饋線斷續(xù)接地的問題出現(xiàn)[2]。

3.3 正線牽混所主跳帶動相鄰牽混所聯(lián)跳故障分析

當正線牽混所主跳帶動相鄰牽混所聯(lián)跳故障后，通過豐富的經(jīng)驗和現(xiàn)場觀察到的現(xiàn)象，還要對故障進行深一步分析判斷。故障發(fā)生以后，第一時間想到的應該是供電分區(qū)是否出現(xiàn)了問題，假如在電客車降弓后仍送電失敗，其問題故障初步可以認為是正線接觸網(wǎng)有永久接地點，發(fā)現(xiàn)故障位置后，對導致故障的原因要進行進一步的分析。出現(xiàn)這種故障的原因有接觸網(wǎng)絕緣子因隧道漏水導致絕緣功能下降造成絕緣子擊穿、隧道內金屬異物短接搭接接觸網(wǎng)設備等。假如供電分區(qū)內所有電客車全部降弓后送電成功，則可以判定為電客車車輛本體故障，應組織牽引故障電客車下線回場段進行下一步檢查，及時恢復正線運營。

3.4 場段接觸網(wǎng)設備跳閘故障分析

場段單區(qū)電流速斷保護重合閘成功，結合牽引變電所報文信息，在非早晚高峰時段，接觸網(wǎng)搶修人員迅速趕往現(xiàn)場，向場調申請停電事宜，對跳閘分區(qū)接觸網(wǎng)設備展開巡視，重點查看該分區(qū)有無異物搭接，絕緣子燒傷，隔離開關本體以及上網(wǎng)電纜擊穿等故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)設備確切故障原因以后，迅速組織人員對故障設備進行更換處理;在早晚高峰時段，接觸網(wǎng)搶修人員迅速趕往現(xiàn)場，向場調申請對該故障分區(qū)設備展開步行巡視，同時準備搶險工器具及材料，發(fā)現(xiàn)有異物距離接觸網(wǎng)設備過近的情況，在具備條件、不影響行車的情況下，用異物棒對異物進行處置;如果判斷處理條件不成熟，安排人員在現(xiàn)場值守，待車輛全部出場或者返場以后，再申請停電處理該異物，發(fā)現(xiàn)有其他設備故障原因，如絕緣子表面有疑似燒傷痕跡，上網(wǎng)電纜有疑似擊穿痕跡等以上情況，暫不對問題進行處理，待車輛全部出場或者返場以后，再行申請停電檢查處理。

場段單區(qū)電流速斷保護重合閘不成功，搶修人員迅速趕往現(xiàn)場，展開對該分區(qū)進行步行巡視，在確認該供電分區(qū)電力機車受電弓都降下并且相鄰分區(qū)無電力機車取流的情況下，同時通過場調向電調申請，分開該故障分區(qū)上網(wǎng)隔離開關，合上相鄰分區(qū)的越區(qū)開關，申請對該故障分區(qū)進行試送電，如果重合閘成功，排除隔離開關靜觸座至故障分區(qū)側的接觸網(wǎng)上設備問題。如果重合閘不成功，則判斷該故障分區(qū)有永久性金屬接地故障，通過場調向電調申請該故障分區(qū)停電，組織搶修人員進行梯車巡視并處理故障點。

4 如何處理地鐵剛性接觸網(wǎng)的故障

4.1 地鐵剛性接觸網(wǎng)故障處理的原則

為了減少對地鐵運行的影響，在處理剛性接觸網(wǎng)的故障時就要遵守“先通后復、先通一線”原則來確保處理故障的高效性與安全性，原則上排查和處理故障時要充分考慮到故障有哪些特點，具體原則如下：

每一次判斷和排查故障點都是一次經(jīng)驗的積累，所以在完成工作之后，進行工作總結是有必要的，總結共有幾個點：

（1）每個部門之間的協(xié)調性是否達到了完全默契的程度。

（2）對故障的處理措施進行總結，對故障的排查分配和處理方法進行經(jīng)驗總結。

（3）在完成故障排查后，要對處理后的接觸網(wǎng)設備進行專業(yè)評估，以確保接觸網(wǎng)設備符合運行要求。

（4）根據(jù)現(xiàn)場的情況來分析對于接觸網(wǎng)日后該如何進行維護的措施進行深入探討及總結。

4.2 對故障信息進行經(jīng)驗總結

接觸網(wǎng)搶修人員在對故障進行檢測后的情況要進行初步判定，而后要與行車調度、維修調度、站務人員及司機進行溝通，讓各個部門對故障都要有所了解，以便各個部門采取自己相應的臨時應對措施，用以保證信息的有效性。電力調度員要統(tǒng)計好數(shù)據(jù)，包括跳閘時供電分區(qū)的所有信息，例如電客車車次、行車區(qū)間、行車時間、運行時速等，總而言之，是要對地鐵地運行數(shù)據(jù)進行登記以便后續(xù)做報告和再次調用。在對牽引變電所報文信息方面著重確認以下幾點內容：

1.以前是否出現(xiàn)過這類故障，地點以及原因是什么[3]。

2.發(fā)生故障時的現(xiàn)場表現(xiàn)是什么，如是否有火花出現(xiàn)、電纜是否脫落、是否與確物發(fā)生過碰撞等等。

4.3 依據(jù)環(huán)境要素對問題進行推理

電客車在運行時，因為環(huán)境因素的影響也很多，部分線路存在露天高架段，所以影響剛性接觸網(wǎng)事故的因素還與天氣有關，如雷電、大霧、大雪、隧道滲水、天氣溫度、冰雹等自然環(huán)境都可能對絕緣件閃絡造成影響而引起設備故障。面對排查問題時，搶修人員還要把落石及樹木等因素考慮在內。另外，夏季的降水、冬季的降雪及隧道內滲水后的結冰情況進行排查[4]。

4.4 對故障原因不易排查的處理方法

故障的發(fā)生本身就是意外，所以它的起因也不盡相同，有些故障我們可以根據(jù)經(jīng)驗和知識排查出來，可有些故障卻極不易斷明真相，在面對這種情況時，在排查問題時，要按照從小到大的原則進行排查。以剛性接觸網(wǎng)為中心，逐漸向周邊擴散，對上網(wǎng)隔離開關、越區(qū)隔離開關、聯(lián)絡隔離開關進行逐一檢查，必要時，可再擴大范圍進行查找。當發(fā)現(xiàn)問題后也不能對絕緣子閃絡、擊穿、分段絕緣擊穿進行明確判斷時，工作人員要按照排查順序進行操作。首先確認接觸網(wǎng)設備故障的具體位置。其次對剛性接觸網(wǎng)故障處是否有閃絡痕跡及電路燒傷跡象，避雷器設備是否有擊穿的情況出現(xiàn)。最后以分段式送電的辦法，對故障進行一一排查。

5 結語

綜上所述，地鐵的剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)在地鐵運行中起到了關鍵性作用，它對地鐵能否正常運行的影響是非常大的，在對其進行故障排查一定要及時、準確，要充分結合各個部門的反饋及自然天氣狀況對剛性接觸網(wǎng)進行判斷，也為后期維護工作提供數(shù)據(jù)與經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 周曉旦.地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷及查找研究[J].裝備維修技術，2020（02）：93.

[2] 李瑞平.地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷及查找研究[J].技術與市場，2019，26（04）：119-120.

[3] 高航，李柯.地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷及查找研究[J].居業(yè)，2018（08）：97，99.

[4] 章富強.地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的判斷與查找探析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（20）：137.

（成都地鐵運營有限公司 維保分公司，四川 成都 61000）