電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障及保護(hù)措施

焦大軍

中鐵九局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110001

1 電氣化鐵路接觸網(wǎng)概述

所謂電氣化鐵路接觸網(wǎng)，主要是以電能作為運(yùn)行能源，由接觸懸掛、支持裝置、支柱與基礎(chǔ)等部分構(gòu)成。就其具體的結(jié)構(gòu)而言，接觸懸掛又由接觸線、吊弦、承力索及連接部件構(gòu)成，屬于機(jī)車(chē)的直接能源供給部分。

支持裝置則主要由定位裝置、腕臂等連接件構(gòu)成，其在于懸吊及支持接觸懸掛，且發(fā)揮著負(fù)載傳遞的功能。支柱和基礎(chǔ)部分以鋼筋混凝土柱、基坑、鋼柱和基礎(chǔ)為主，接觸懸掛和支持裝置的全部負(fù)載都將由該部分承受。根據(jù)鐵路自身的基本特點(diǎn)，接觸網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境以露天為主，而受制于差異化的運(yùn)行條件及環(huán)境，其在運(yùn)行的過(guò)程中故障風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，將嚴(yán)重影響列車(chē)的正常運(yùn)行。因此在接觸網(wǎng)的應(yīng)用上，需要結(jié)合實(shí)際的使用環(huán)境及需求，對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)要加強(qiáng)關(guān)注，以適應(yīng)各類(lèi)運(yùn)行環(huán)境，確保接觸網(wǎng)發(fā)揮功能的同時(shí)，降低故障的產(chǎn)生率，達(dá)到提升效率和節(jié)約成本的目的[1]。

2 電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障及原因分析

2.1 弓網(wǎng)故障

通常情況下，弓網(wǎng)故障指的是接觸網(wǎng)參數(shù)出現(xiàn)了很大變化，接觸網(wǎng)零件脫落和變形，表面出現(xiàn)損壞問(wèn)題時(shí)會(huì)引發(fā)弓網(wǎng)故障，其主要原因是：①接觸網(wǎng)部件結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在長(zhǎng)期的使用中出現(xiàn)動(dòng)蕩、施工隱患的情況下，會(huì)帶來(lái)接觸網(wǎng)零件變形和脫落問(wèn)題；②在鐵道系統(tǒng)列車(chē)速度不斷提升的大背景下，接觸網(wǎng)部件逐漸成為接觸網(wǎng)彈性比較薄弱的位置，這時(shí)弓網(wǎng)壓力不斷增加，極易導(dǎo)致螺栓脫落問(wèn)題；③接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障的出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)和施工等因素的影響下，出現(xiàn)接觸網(wǎng)隱患，尤其是在天氣、溫差等因素的影響下極易出現(xiàn)故障；④接觸網(wǎng)零件主體和安裝形式問(wèn)題，如標(biāo)示牌等，由于牌面面積相對(duì)較大，安裝形式簡(jiǎn)單，通常很容易會(huì)出現(xiàn)被風(fēng)吹落的現(xiàn)象，部分接觸網(wǎng)零件也會(huì)出現(xiàn)這一問(wèn)題，施工安裝極易受外界因素的影響，出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；⑤造成零件脫落的原因可能是零件質(zhì)量問(wèn)題，在零件質(zhì)量不滿足要求的情況下接觸網(wǎng)參數(shù)會(huì)發(fā)生變化[2]。

2.2 絕緣故障

絕緣是接觸網(wǎng)中基本和重要的技術(shù)指標(biāo)，但與地方供電線存在一定差異，接觸網(wǎng)懸掛高度和列車(chē)比較近，極易被環(huán)境污染，在外界環(huán)境因素的影響下，絕緣材質(zhì)、絕緣體和空氣間隙會(huì)導(dǎo)致絕緣故障的出現(xiàn)，其主要表現(xiàn)為接觸網(wǎng)帶電部分對(duì)接觸體放電，絕緣體部件會(huì)被擊穿，出現(xiàn)接觸網(wǎng)放電的現(xiàn)象。造成絕緣故障的主要原因是接觸網(wǎng)懸掛高度和列車(chē)比較近，周?chē)h(huán)境污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，絕緣子表面會(huì)覆蓋大量導(dǎo)電介質(zhì)出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象；清掃工作不到位、周邊出現(xiàn)化工污染問(wèn)題時(shí)，絕緣子表面會(huì)覆蓋大量導(dǎo)電介質(zhì)被擊穿；列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)，接觸網(wǎng)和列車(chē)會(huì)長(zhǎng)期處于摩擦運(yùn)行狀態(tài)，接觸網(wǎng)表面出現(xiàn)一層碳粉，而碳粉會(huì)使電弧沿著表面出現(xiàn)擊穿故障。

2.3 電氣連接故障

接觸網(wǎng)最核心的功能在于電力供應(yīng)，屬于一種機(jī)電結(jié)合的設(shè)施，由此在實(shí)際的應(yīng)用中易出現(xiàn)電氣故障。電氣燒傷是接觸網(wǎng)常見(jiàn)故障之一，同時(shí)也是影響較為嚴(yán)重的故障類(lèi)型，該故障的產(chǎn)生大部分源于電氣設(shè)計(jì)，即牽引裕量與牽引運(yùn)能變化之間的不適應(yīng)性所致，尤其隨著新時(shí)期運(yùn)輸需求的增加，極大的超出了以往的設(shè)計(jì)預(yù)期，從而導(dǎo)致電氣燒傷故障成為常態(tài)。

3 電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障的保護(hù)措施

3.1 強(qiáng)化接觸網(wǎng)質(zhì)量管控

電氣化鐵路規(guī)模的大幅增加，促使著接觸網(wǎng)管理難度的提升，為有效保證鐵路的持續(xù)安全運(yùn)行，必須要加強(qiáng)對(duì)故障源頭的把控，提升對(duì)接觸網(wǎng)的質(zhì)量控制能力。在設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)實(shí)際的運(yùn)力需求進(jìn)行分析，對(duì)跨距及拉出值加以科學(xué)計(jì)算，以確保接觸網(wǎng)處于受電弓滑板的工作范圍，并預(yù)留一定的變化空間，避免意外問(wèn)題的產(chǎn)生[3]。另外，為規(guī)避各類(lèi)細(xì)節(jié)問(wèn)題所引發(fā)的故障，在實(shí)際的質(zhì)量控制中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)線路設(shè)備及零部件的重視，嚴(yán)格控制材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，使之能夠適用于高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 注重日常檢修與維護(hù)

對(duì)于日常的檢修與維護(hù)的實(shí)施，必須要形成有效的管理機(jī)制，特別是將日常檢修與維護(hù)納入到管理監(jiān)督范疇，全面提升日常維護(hù)的質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)接觸網(wǎng)常見(jiàn)的故障問(wèn)題，要注重實(shí)時(shí)分析與定期檢查相結(jié)合，對(duì)頻發(fā)、高發(fā)故障進(jìn)行全面維護(hù)，并深入分析故障原因，使故障隱患獲得全面排除。事實(shí)上，日常檢修與維護(hù)作為基礎(chǔ)性工作，無(wú)論是管理者還是操作者，均應(yīng)當(dāng)樹(shù)立強(qiáng)烈的責(zé)任意識(shí)，切實(shí)將管理深入到細(xì)微之處，確保各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接，避免接觸網(wǎng)故障的頻繁發(fā)生，提升電氣化鐵路的穩(wěn)定運(yùn)行效率。

3.3 優(yōu)化外部環(huán)境的管理

一方面，相關(guān)管理部門(mén)要對(duì)接觸網(wǎng)周邊環(huán)境進(jìn)行巡查，對(duì)于可能引發(fā)接觸網(wǎng)故障的隱患進(jìn)行排除，如對(duì)周邊的樹(shù)枝、雜草進(jìn)行清理，并跨越林區(qū)的路段進(jìn)行徹底整治，對(duì)特殊地區(qū)進(jìn)行詳實(shí)的記錄，以確保其外部環(huán)境的高效運(yùn)行。另一方面，對(duì)于接觸網(wǎng)本身也要加強(qiáng)管理，尤其是對(duì)設(shè)備污穢區(qū)實(shí)施絕緣清理，面對(duì)夏季的雷雨氣候，應(yīng)對(duì)接觸網(wǎng)防雷裝置進(jìn)行檢測(cè)，包括避雷器、接地保護(hù)設(shè)備等。而在冬季，則應(yīng)做好除冰等工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，避免引發(fā)更大范圍的故障。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨電氣化鐵路規(guī)模地增加，接觸網(wǎng)的維護(hù)需求也不斷提升，作為基礎(chǔ)的電力能源保障設(shè)備，加強(qiáng)接觸網(wǎng)故障分析與預(yù)防，將有效降低鐵路接觸網(wǎng)故障率，為電氣鐵路運(yùn)輸提升可靠能源支撐。同時(shí)，在防范措施上也應(yīng)從質(zhì)量管控、日常維護(hù)及環(huán)境管理入手，實(shí)現(xiàn)管理效能的持續(xù)強(qiáng)化，從根源上解決故障問(wèn)題，確保鐵路運(yùn)輸?shù)母咝н\(yùn)行。