接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障分析

◎趙輝

一、引言

隨著我國重載鐵路技術的相應完善及運用，對電氣化鐵路的供電質(zhì)量提出了更高的要求，同時隨著既有線路不斷加載及相關設備的不斷老化，電氣化鐵路弓網(wǎng)故障的問題日益突顯。如何提高接觸網(wǎng)運行質(zhì)量，消滅弓網(wǎng)故障，是朔黃鐵路乃至全國鐵路行業(yè)面臨的一個重要課題。

引發(fā)接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的根本原因是由線路幾何參數(shù)的變化及接觸網(wǎng)技術參數(shù)不符合標準造成。根據(jù)我多年工作中的總結(jié)及分析，筆者認為：在日常檢修中，只要我們對接觸網(wǎng)關鍵部位技術參數(shù)根據(jù)實際情況、針對具體問題，合理安排并制定出相應檢修措施，即可有效減少弓網(wǎng)故障的發(fā)生。

二、概述

1.接觸網(wǎng)設備特性。

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的重要組成部分之一，是沿鐵路線路架設的、為電力機車提供電能的特殊供電線路，同時也是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分。

由于接觸網(wǎng)是沿鐵路露天架設，線路的環(huán)境、氣溫的變化、冰雪、大風、大霧、雷電等各類氣候因素都能引起接觸網(wǎng)參數(shù)變化。如：線索馳度、線索張力、懸掛彈性、零部件的空間位置、設備的絕緣強度、弓線間的磨耗關系等都會隨氣象條件的變化而變化。接觸網(wǎng)的檢修維護工作及設計計算工作中絕大多數(shù)內(nèi)容是與氣象條件相關的。由于接觸網(wǎng)是沿鐵路線路架設的因此也決定了接觸網(wǎng)的單一性，接觸網(wǎng)設備是無備用的。無備用性決定了接觸網(wǎng)的脆弱性和重要性，一旦出現(xiàn)事故，必將影響列車運行，造成一定的經(jīng)濟損失。當發(fā)生較大范圍的接觸網(wǎng)設備事故時，會嚴重干擾運輸，造成一定的經(jīng)濟損失。

2.接觸網(wǎng)搶修原則。

接觸網(wǎng)設備事故的搶修要遵循“先通后復”和“先通一線”的原則。“先通后復”，就是以最快的速度先行通車，盡量縮短停電、中斷行車時間，隨后利用天窗時間處理遺留問題，使接觸網(wǎng)及早恢復正常技術狀態(tài)?！跋韧ㄒ痪€”，就是在站場或區(qū)間雙線區(qū)段多股道、或上下行接觸網(wǎng)同時出現(xiàn)故障時按照上述“先通后復”的原則確定搶修方案外，要先確保一條線路先行開通疏通線路列車。

3.接觸網(wǎng)搶修作業(yè)。

在接觸網(wǎng)搶修作業(yè)時，特別注意要做好所有安全防護措施，同時要嚴格遵守《技規(guī)》和相關單位的規(guī)定。

搶修作業(yè)時，要有一定的組織方案及搶修方案，現(xiàn)場調(diào)查一定要徹底、完備，對現(xiàn)場故障范圍要了解清楚，以便準備搶修所需人力及材料，待人員及材料準備到位后，方可聯(lián)系供電調(diào)度進行停電作業(yè)及辦理安全措施并確保安全措施齊全完備（注：事故搶修和遇有危機人身或設備安全的緊急情況，作業(yè)時可以不簽發(fā)工作票，但必須有供電調(diào)度批準的作業(yè)命令，并由搶修負責人布置安全、防護措施）。搶修作業(yè)時由搶修負責人負責指揮，所有人員必須聽從調(diào)動安排，嚴格執(zhí)行接觸網(wǎng)搶修作業(yè)規(guī)定，特別強調(diào)高空作業(yè)時，必須系好安全帶和戴好安全帽。在拆除或架設接觸網(wǎng)作業(yè)時，要防止支柱傾斜以及線索斷線滑脫等。在搶修作業(yè)中對安裝的零件，特別是受力部件要緊固牢靠，防止松脫斷線引起事故擴大。故障搶修時如有條件搶修負責人盡可能的安排專人對故障現(xiàn)場及搶修過程進行拍照留存，以便后期對事故進行分析及學習，杜絕再次出現(xiàn)類似的故障。

搶修完成后，搶修負責人應對所采取的安全措施進行核對，確認無誤后方可消令開通，嚴禁出現(xiàn)二次事故等情況。搶修完畢后要對該次事故及時分析，除調(diào)查清楚事故原因、按規(guī)定填寫事故報告向相關部門上報外，同時還應總結(jié)經(jīng)驗教訓。

三、弓網(wǎng)故障原因分析

接觸網(wǎng)和受電弓是相互依存又相互制約的。接觸網(wǎng)在運行過程中，如何與受電弓保持良好的弓網(wǎng)關系，避免弓網(wǎng)故障的發(fā)生是供電專業(yè)人員面臨的一個現(xiàn)實問題。經(jīng)過總結(jié)吸取身邊以往發(fā)生的弓網(wǎng)故障的經(jīng)驗教訓，導致接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障大部分原因均集中在接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)和部分性能上，而且接觸網(wǎng)隨外界環(huán)境氣溫、風速、線路條件等的影響，呈現(xiàn)的不穩(wěn)定性尤為顯著，在此我們就弓網(wǎng)故障的產(chǎn)生先進行一個全面的分析。

（一）接觸網(wǎng)定位裝置

1.拉出值過大、定位器坡度過小、造成脫、碰、刮弓故障。

造成此類故障的原因一般為施工超標或檢修不到位、調(diào)整拉出值時偏差較大，或緊固不到位遇大風及溫度變化過大時造成，特別是在曲線較為突出。

2.道岔區(qū)刮弓、鉆弓故障。

此類故障的產(chǎn)生一般均為線岔定位部位兩導線交叉位置參數(shù)不標準、始觸點高度不符合要求、500 處水平高差不符合要求，拉出值過大導致線索角度變化，加之受電弓對線索的抬升量，如果500 處水平、高差不能滿足既有需求將會導致刮弓、鉆弓故障的發(fā)生。

（二）接觸網(wǎng)設備

1.導線損傷及硬彎造成弓網(wǎng)事故。

此類故障多出現(xiàn)于接觸網(wǎng)架設時，由于放線方法及措施不當，極有可能導致導線損傷、扭面、硬點等情況，受電弓在接觸損傷及扭面導線時，由于受電弓與導線的接觸面產(chǎn)生變化，導致過度不平滑產(chǎn)生電弧燒傷導線。高速運行的電力機車受電弓在通過導線硬點處，由于速度較快，極易發(fā)生磕碰受電弓和瞬時脫離導線的情況發(fā)生，造成打弓及燒傷設備的情況出現(xiàn)。

2.導線燒斷故障。

導線因長期處于復雜的外部環(huán)境中腐蝕性較大，加之受電弓的長期摩擦導致導線磨耗過大，如再遇導線硬彎、硬點而造成長期放電拉弧，高溫電弧灼傷接觸線表面，使接觸線表面出現(xiàn)麻點，長期如此運行導致接觸線隱性損傷帶病運行，易產(chǎn)生弓網(wǎng)故障和斷線事故。

3.胡亂搭配零部件，導致零部件斷裂而造成的弓網(wǎng)故障。

接觸網(wǎng)施工及檢修作業(yè)中，應嚴格執(zhí)行檢修及材料應用制度，嚴禁私自搭配或代替零部件。如檢修過程中經(jīng)常出現(xiàn)用鐵線代替“V”型吊線及尾部拉線的情況，由于鐵線的受拉力度往往不能達到接觸網(wǎng)材料所需強度，特別是在曲線軟定位處，導線受力較大，同時由于受電弓對導線的抬升導致兩定位環(huán)之間連接部件長期摩擦，如此時該處用鐵線連接極有可能造成鐵線磨斷，從而引發(fā)弓網(wǎng)故障。

（三）線路及其他環(huán)節(jié)

1.受電弓與接地體放電故障。

此類故障一般發(fā)生在隧道漏水點冰柱侵入受電弓動態(tài)包絡線范圍導致接觸網(wǎng)對地放電。

2.線路原因引起弓網(wǎng)故障。

工務專業(yè)起撥道量過大引起導線拉出值參數(shù)變化，特別是在曲線區(qū)段外軌的過度抬高將引起接觸線垂直投影相對位置較大的變化，又或撥道量變化較大始之線路整體發(fā)生位移，受電弓侵入接觸網(wǎng)支持裝置范圍，從而可能引發(fā)受電弓打弓、脫弓、刮弓等情況的發(fā)生。

四、弓網(wǎng)故障事故

弓網(wǎng)故障一般分為打弓、鉆弓、刮弓三種情況。

打弓是指在受電弓與接觸線摩擦運行過程中，由于某種原因造成弓、網(wǎng)相互碰撞，從而使受電弓不能平滑過度的故障現(xiàn)象。

鉆弓一般指在錨段關節(jié)或線岔處，由于線路變化或接觸網(wǎng)參數(shù)受外界因素影響發(fā)生變化時，正常運行的受電弓移位到非工作支接觸線上部的故障現(xiàn)象。發(fā)生鉆弓后的直接后果就是造成刮弓事故，嚴重時還會引發(fā)斷線及塌網(wǎng)故障。

刮弓是指由于線路參數(shù)發(fā)生變化，導致正常運行的電力機車受電弓侵入相鄰線索或設備，刮傷或碰壞受電弓或接觸網(wǎng)設備從而引發(fā)弓網(wǎng)故障。

（一）線岔處的弓網(wǎng)事故

線岔有正線與側(cè)線組成的線岔，側(cè)線線與側(cè)線組成的線岔，由正線與側(cè)線組成的線岔正線接觸線位于側(cè)線接觸線下方。由側(cè)線與側(cè)線組成的線岔距中心錨結(jié)較近的接觸線位于下方。線岔的結(jié)構(gòu)是用一根限制管將相交的接觸線相互貼近而形成。限制管的兩端用線夾固定在下面工作支接觸線上并有一定的活動間隙。

線岔處發(fā)生弓網(wǎng)事故，一般是因為線岔交叉點位置偏移過大或兩接觸線間距離500mm 處高度不符合要求引起的。另外，由于線岔設置在站場兩端或站場中間部位，因此一旦發(fā)生弓網(wǎng)故障，很可能會造成軟橫跨接觸懸掛的損壞，嚴重時很有可能造成斷線或塌網(wǎng)事故。

1.事故原因分析。

（1）線岔兩接觸線交叉點在岔心軌距比630mm 小得多的地方，使接觸線距受電弓偏移過大，電力機車過渡時接觸線脫弓后造成剮弓。

（2）線岔中兩支接觸線交叉點在岔心軌距比1085mm 過大的地方，兩支接觸線交叉角小，且距受電弓中心偏移小，當機車通過時，將一支接觸線抬高，而另一支接觸線雖然已在受電弓抓托范圍，但因抬高不夠造成鉆弓后剮弓。

（3）固定限制管的零件螺栓松動脫落或損壞，造成限制管脫落。

（4）受電弓抓托點處接觸線的間距遠遠大于800mm，接觸線脫弓或鉆弓后造成剮弓。

（5）安裝調(diào)整時，在線岔的非工作支側(cè)兩接觸線間距800mm 處，非工作支比工作支抬高小于50mm。

（6）限制管前后，兩根接觸線上的雙吊弦安裝狀態(tài)不良或脫落，造成兩條工作支接觸線在間距500mm、800mm 處高度不符合要求，或非工作支側(cè)兩接觸線間距500mm、800mm處時非工作支抬高不夠。

（7）線岔處電連接器狀態(tài)不良，松弛或線夾歪斜引起打弓或刮弓。

2.事故后果分析。

（1）在距離受電弓抓托點附近發(fā)生弓網(wǎng)故障，輕則會剮壞限制管，剮傷兩支接觸線，重則導致接觸網(wǎng)斷線影響列車正常運行。

（2）在線岔的非工作支側(cè)發(fā)生弓網(wǎng)故障，可能拉掉或拉壞限制管及相鄰導線和吊弦。

（3）在線岔處發(fā)生弓網(wǎng)故障后，往往會連續(xù)造成幾個跨距甚至多個跨距被影響，這些跨距中的定位、吊弦被損壞或脫落，嚴重時則會導致支柱斷裂、支持裝置損壞、甚至斷線、塌網(wǎng)。

（4）線岔處發(fā)生弓網(wǎng)故障時還會引起接觸網(wǎng)對機車車輛放電，容易燒斷接觸線及承力索，造成鐵道供電較大事故。

3.事故預防措施及注意事項分析。

（1）按規(guī)定周期對線岔進行檢修，使線岔參數(shù)符合技術要求。

（2）按時對岔區(qū)數(shù)據(jù)進行靜態(tài)測量監(jiān)測確保岔區(qū)數(shù)據(jù)符合要求。

（3）臨時處理線岔處的弓網(wǎng)故障時，必須使線岔的狀態(tài)符合技術要求，否則需要采取線岔處降弓通過技術措施，保證供電和行車安全。

（4）線岔處發(fā)生弓網(wǎng)故障造成站場軟橫跨懸掛損壞范圍較大，則可以先行恢復正線，其他側(cè)線可采取封閉措施，但必須保證供電可靠及人身安全，且采取必要的防護及技術措施。

（二）錨段關節(jié)處弓網(wǎng)故障

何為錨段：將接觸網(wǎng)分成許多獨立的小段，這些小段稱之為錨段。其作用是縮小事故范圍，便于安裝張力補償裝置，以及改善接觸線受力情況等。 將這些小段相互連接的部分稱為錨段關節(jié)。通過錨段關節(jié)可以完成錨段之間的轉(zhuǎn)換，確保電力機車通過時受電弓能平滑地從一個錨段過渡到另外一個錨段。

1.事故原因分析。

（1）接觸線的拉出值、或?qū)Ц呦鄬τ陔娏C車受電弓的偏移值不符合規(guī)定，受電弓通過時越出接觸線。

（2）接觸線扭面，致使定位線夾、吊弦線夾歪斜受電弓滑過時碰撞定位線夾或吊弦線夾造成定位器脫落引發(fā)弓網(wǎng)故障。

（3）絕緣錨段關節(jié)中的中心柱兩接觸線等高處，兩接觸線水平距離雖保持在500mm 的技術要求范圍內(nèi)，但兩接觸線的相對拉出值不合適，致使一支接觸線不在受電弓工作范圍內(nèi)，造成弓網(wǎng)故障。

（4）非絕緣錨段關節(jié)中的轉(zhuǎn)換柱處，非工作支抬高不夠造成弓網(wǎng)故障。此種情況就是受電弓將工作支接觸線抬高時，由于非工作支接觸線抬高不夠?qū)е路侵Фㄎ豢ㄗ优鲇|受電弓或下錨至線索角度不符合要求且抬高不夠?qū)е率茈姽@入到非工作支上部，從而引起弓網(wǎng)故障。

（5）補償墜砣落地或墜砣卡滯，氣溫升高后補償器起不到張力補償?shù)淖饔茫瑢е陆佑|線馳度過大，使受電弓通過時打弓或鉆弓引起弓網(wǎng)故障。

2.事故后果分析。

（1）錨段關節(jié)處發(fā)生弓網(wǎng)故障，一般情況是不僅會造成錨段關聯(lián)節(jié)內(nèi)接觸網(wǎng)設備及補償裝置的不同程度損壞，同時也會造成相鄰錨段接觸網(wǎng)設備的不同程度損壞。？？？？？

（2）錨段關節(jié)處發(fā)生弓網(wǎng)故障嚴重損壞接觸網(wǎng)設備，修復的技術復雜、工作量大、中斷供電時間長，不僅對供電安全造成危害，也對運輸生產(chǎn)造成極大的損失。

（3）嚴重損壞電力機車受電弓裝置或其他部件，對接觸網(wǎng)設備也會造成很大的損傷。

3.事故預防措施及注意事項分析。

（1）按規(guī)定周期標準檢修錨段關節(jié)處的接觸懸掛、電連接器及補償裝置。日常巡視注意觀察各部技術狀態(tài)，不符合技術要求時及時調(diào)整處理。

（2）按照規(guī)定周期進行靜態(tài)監(jiān)測，確保關節(jié)各處所參數(shù)符合技術要求。

（3）補償裝置的a、b 值符合安裝曲線，滑輪轉(zhuǎn)動靈活不卡滯，各部件受力良好。

（4）電連接器裝設位置正確、牢固、接觸良好，電連接線無燒傷、斷股，散股等現(xiàn)象。

（5）各部零件安裝正確、牢固，狀態(tài)符合要求，定位裝置能自由偏移無卡滯。

五、總結(jié)

要確保接觸網(wǎng)的安全運行，應該按照周期對接觸網(wǎng)進行監(jiān)測、檢修，通過日常的周期性巡視及監(jiān)測對接觸網(wǎng)外觀及數(shù)據(jù)進行分析，及時調(diào)整檢修計劃，對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理，利用先進的技術對主導電回路進行監(jiān)測、跟蹤、控制確保接觸網(wǎng)的安全運行。

電氣化鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動脈，為鐵路注入強大的生命力，經(jīng)過多年來的經(jīng)驗積累，我國電氣化鐵路已經(jīng)進入了一個新的發(fā)展階段，電力牽引將成為我國鐵路主要的運輸牽引方式，它將以較低的成本、較少的污染、完成較大的運輸任務。

隨著科技的不斷發(fā)展，對電氣化的監(jiān)測、監(jiān)測技術越來越成熟，1-6C 的監(jiān)測設備的上線運用，對接觸網(wǎng)的監(jiān)測及檢修提供了重大的指導意義，但接觸網(wǎng)能否安全可靠的運行最終還是取決于人，我們作為從事鐵道供電專業(yè)的專業(yè)人員應該了解掌握接觸網(wǎng)運行變化的客觀規(guī)律，掌握管內(nèi)設備的薄弱環(huán)節(jié)，利用高科技的手段對其進行監(jiān)測，利用高超的技術手段對其進行檢修，才能更好地保障接觸網(wǎng)的安全運行。同時扎實的基本功是確保接觸網(wǎng)安全、快速搶修的前提。只有自身專業(yè)知識充實才能更好的指導日常檢修，才能更好地保證設備不出故障或少出故障，才能在故障搶修中更好地指導搶修，縮短搶修時間，才能在日常生產(chǎn)中提供有力的技術支持，做到安全生產(chǎn)。