電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障原因及其防護措施分析

王海明

摘要：相較于傳統(tǒng)電路電氣化鐵路具有多個優(yōu)勢，經(jīng)濟性較佳，資源利用率較高，接觸網(wǎng)作為電氣化工程鐵路核心構(gòu)成，其運行安全性及可靠性，關(guān)乎列車營運安全性，對鐵路工程十分關(guān)鍵。現(xiàn)下接觸網(wǎng)運行過程中，仍存在部分故障，需深究其成因，采取有效防護措施，降低其發(fā)生故障概率，保證鐵路運行正常。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路;接觸網(wǎng);故障成因;防護措施

前言

鐵路事業(yè)良好發(fā)展拉動我國經(jīng)濟發(fā)展速度，電氣化應(yīng)用進一步提高資源利用率，以及鐵路維護效率，為其正常運行創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境。電氣化鐵路運行過程中，接觸網(wǎng)作為故障高頻發(fā)部位，影響鐵路運行安全性，有必要分析其故障形成因素，有目的性、有針對性采取防護措施，消除各類安全隱患，保證鐵路運行可靠性。

一、電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障原因分析

（一）弓網(wǎng)故障

電氣化鐵路接觸網(wǎng)中弓網(wǎng)主要為電力基礎(chǔ)持續(xù)性提供驅(qū)動力，主要以單邊供電、越區(qū)供電和雙區(qū)供電等方式為主。單邊供電方式主要是指在供電分區(qū)中以一段進行牽引變電，短期內(nèi)獲取相應(yīng)的電能;越區(qū)供電主要針對無法實施牽引條件下，進而采取供電方式，接入氣壓區(qū)域內(nèi)完成牽引供電，為故障區(qū)域內(nèi)機車提供電能;雙區(qū)主要是指從兩個分區(qū)同時進行供電，便于保證供電穩(wěn)定性及可靠性，其中一段牽引供電發(fā)生故障，另一端仍會進行供電。弓網(wǎng)出現(xiàn)故障主要體現(xiàn)在接觸網(wǎng)參數(shù)變更，影響供電穩(wěn)定性及可靠性，弓網(wǎng)故障形成核心因素包含以下幾方面：第一，部件脫落。接觸網(wǎng)正常工作過程中，部分構(gòu)件受外界環(huán)境及振動的干擾，偶爾會出現(xiàn)動蕩現(xiàn)象，隨著時間延長其零部件發(fā)生脫落，影響供電可靠性。第二，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展下，電氣化鐵路運行速度不斷提高，促使弓網(wǎng)承受較大壓力，其自身實際磨損量增加，在外界因素干擾下，零部件脫落風(fēng)險提高。第三，弓網(wǎng)安裝質(zhì)量不佳。若弓網(wǎng)實際安裝過程中，未嚴格依照相關(guān)要求安裝，促使接觸網(wǎng)使用過程中，可能存在弓網(wǎng)與相關(guān)部件脫節(jié)風(fēng)險，如螺栓等部件安裝偏差較大。第四，處于不良氣候下，造成弓網(wǎng)發(fā)生故障。如凍雨氣候條件下，弓網(wǎng)表面附著大量的雨水，由于其自身溫度較低，易出現(xiàn)跨越電力線斷線以及弓網(wǎng)放電故障。

（二）絕緣故障

電氣化鐵路接觸網(wǎng)中，絕緣屬于一類高壓電裝置，絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣，決定最終接觸網(wǎng)運行成效，以及鐵路運行可靠性。依照現(xiàn)下應(yīng)用實際狀況分析，應(yīng)用絕緣裝置過程中，受外界因素影響，加速絕緣裝置老化，增加擊穿絕緣和接觸體放電故障。接觸網(wǎng)出現(xiàn)絕緣故障因素如下：第一，鐵路整體路段較長，日常維修過程中受人員、空間局限性，難以高頻次開展各類絕緣裝置清除工作，部分絕緣裝置表面長期覆蓋各類異物，此種狀況下接觸網(wǎng)運行過程中，絕緣裝置易遭受電流侵蝕，發(fā)生擊穿故障。第二，電力列車行駛過程中，接觸網(wǎng)與列車在特定條件下存在一定的摩擦力，并產(chǎn)生一定的沉淀物，增加絕緣擊穿概率。第三，暴風(fēng)雨等不良氣候下，由于風(fēng)力強度等級較高，致使鐵路周圍樹木等傾倒，對絕緣裝置造成一定損傷，進而產(chǎn)生漏放電故障[1]。

（三）電氣聯(lián)結(jié)故障

電氣化鐵路正常工作過程中，接觸網(wǎng)屬于一個機電合一供電設(shè)備，正式運行過程中，由于牽引供電系統(tǒng)運行產(chǎn)生一定波動，并隨著時間推移接觸網(wǎng)自身老化速度加快，容易出現(xiàn)電氣燒傷故障。同時，出現(xiàn)電氣燒傷等電氣聯(lián)結(jié)故障時，不僅影響接觸網(wǎng)實際工作效率，而且對列車形成穩(wěn)定性造成干擾，構(gòu)成嚴重的安全隱患。

二、電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障防護措施

（一）接觸網(wǎng)質(zhì)量控制

接觸網(wǎng)實際結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝質(zhì)量不佳等狀況下，實際運行中受外界影響因素干擾，易出現(xiàn)部件脫落、弓網(wǎng)放電等故障。為從本質(zhì)層面消除此類瓶頸，電氣化鐵路正式運營之前，專業(yè)人員需對接觸網(wǎng)進行系統(tǒng)性檢查，及時確定其內(nèi)在存在問題，解決其質(zhì)量缺陷。首先，應(yīng)系統(tǒng)性檢測零部件實際規(guī)格尺寸、安裝位置，校準各和部件偏移位置，保證其部件質(zhì)量均達標(biāo);其次，加強對接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理性論證，并將其作為基礎(chǔ)優(yōu)化調(diào)整接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，若在接觸網(wǎng)曲線半徑過小，且設(shè)置絕緣關(guān)節(jié)時，應(yīng)適當(dāng)存留一定余量，保證接觸網(wǎng)處于受電弓滑板工作領(lǐng)域中。最后，應(yīng)積極加強接觸網(wǎng)實施調(diào)試運行，明確接觸網(wǎng)處于不同條件下運行實際情況。

（二）加大接觸網(wǎng)日常檢修力度

接觸網(wǎng)日常檢修力度不足，是接觸網(wǎng)頻繁出現(xiàn)絕緣擊穿、弓網(wǎng)放電故障原因，無法第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題，加大故障嚴重性，對鐵路交通運行可靠性構(gòu)成威脅。因此，為保證接觸網(wǎng)運行可靠性，需采取以下幾方面措施：第一，加強歷史遺留問題解決力度。應(yīng)積極分析原有資料數(shù)據(jù)，明確區(qū)域內(nèi)存在質(zhì)量安全隱患，如做好舊設(shè)備更換工作，加大故障頻發(fā)區(qū)域檢修力度，完善檢修維護工作體系。第二，接觸網(wǎng)運行故障產(chǎn)生之前，會出現(xiàn)一定先兆性特征，應(yīng)積極引入狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，布設(shè)相應(yīng)的初期正常值，如監(jiān)測相關(guān)參數(shù)值處于異常，需及時組織相關(guān)人員實地查看，提前預(yù)防或及時處理接觸網(wǎng)。第三，按照接觸網(wǎng)實際狀況，綜合性分析絕緣擊穿等故障發(fā)生概率，科學(xué)制定線路清掃實施頻次，對絕緣裝置附著異物及時清楚，并對松動構(gòu)件及時緊固，消除各類安全故障隱患[2]。

（三）弓網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測

為進一步控制弓網(wǎng)故障形成，應(yīng)積極應(yīng)用現(xiàn)代化計算機系統(tǒng)、信息化技術(shù)，建立動態(tài)化監(jiān)測系統(tǒng)，在弓網(wǎng)中布設(shè)多個傳感器裝置，其實時動態(tài)化將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳，工作人員將其數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)比對，掌握弓網(wǎng)運行實際狀況，可實現(xiàn)故障確定精準性，及時鎖定故障發(fā)生位置，積極開展檢修工作。

（四）變壓器瓦斯保護

加大日常檢修力度以及構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)，可顯著降低接觸網(wǎng)故障發(fā)生率，但無法徹底預(yù)防故障發(fā)生。因此，為進一步控制故障出現(xiàn)之后影響損失，應(yīng)引入變壓器瓦斯保護，配備相應(yīng)的繼電器提供瓦斯保護，將其增設(shè)于變壓器油箱與油枕區(qū)域聯(lián)通管道內(nèi)，如此可動態(tài)化監(jiān)測變壓器頂蓋聚集氣泡，及時制定瓦斯保護，消除變壓器油箱外側(cè)套管與斷路器銜接故障。

結(jié)束語

電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障呈現(xiàn)為多元化，其具有一定的復(fù)雜性，對鐵路正常運行造成干擾。工作人員需進一步分析其故障形成因素，制定綜合性防護措施，開展接觸網(wǎng)維護和狀態(tài)監(jiān)測，消除各類安全隱患，注重事前控制，保證列車運行安全性。

參考文獻：

[1]高懷玉.鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)的影響因素與管控措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（6）：66-67.

[2]朱政，吳積欽，張家瑋，等.高速鐵路接觸網(wǎng)定位鉤與定位支座磨損失效機理分析[J].電氣化鐵道，2019，30（5）：12-16.

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