電氣化鐵路接觸網故障及保護措施

陳建華 楊虎 張鵬

摘要：隨著時代的進步，鐵路工程也迅速發展起來。接觸網是鐵路沿線上空架設的一種特殊輸電線路，現已成為電氣化鐵路的重要供電裝置之一。在出現故障的情況下，會影響供電系統運行的穩定性。論文主要對電氣化鐵路接觸網故障及保護措施進行了分析，給相關工程提供參考。

關鍵詞：電氣化鐵路 接觸網故障 保護措施

引言

為了發揮鐵路電力牽引動力具有較大功率、較低能耗以及較高效率、經濟環保等優點，就需要加大對鐵路接觸網常見故障及其原因的研究力度，準確判斷故障類型并采取針對性的故障解決方案，保證鐵路接觸網的穩定和可靠、安全運行。

1電氣化鐵路接觸網概述

所謂電氣化鐵路接觸網，主要是以電能作為運行能源，由接觸懸掛、支持裝置、支柱與基礎等部分構成。就其具體的結構而言，接觸懸掛又由接觸線、吊弦、承力索及連接部件構成，屬于機車的直接能源供給部分。支持裝置則主要由定位裝置、腕壁等連接件構成，其在于懸吊及支持接觸懸掛，且發揮著負載傳遞的功能。支柱和基礎部分以鋼筋混凝土柱、基坑、鋼柱和基礎為主，接觸懸掛和支持裝置的全部負載都將由該部分承受。根據鐵路自身的基本特點，接觸網的運行環境以露天為主，而受制于差異化的運行條件及環境，其在運行的過程中故障風險相對較高，一旦出現故障問題，將嚴重影響列車的正常運行。因此在接觸網的應用上，需要結合實際的使用環境及需求，對其各項性能指標要加強關注，以適應各類運行環境，確保接觸網發揮功能的同時，降低故障的產生率，達到提升效率和節約成本的目的。

2電氣化鐵路接觸網故障

2.1弓網故障

弓網的主要作用是在受電弓和接觸網密切接觸的情況下，將電能源傳輸到電力機車中，常用的供電方式主要有 3種，分別是單邊供電、雙邊供電和越區供電。通常情況下，弓網故障指的是接觸網參數出現了很大變化，接觸網零件脫落和變形，但表面出現損壞問題時會引發弓網故障，其主要原因是：（1）接觸網部件結構問題，在長期的使用中出現動蕩、施工隱患的情況下，會帶來接觸網零件變形和脫落問題 （2）在鐵道系統列車速度不斷提升的大背景下，接觸網部件逐漸成為接觸網彈性比較薄弱的位置，這時弓網壓力不斷增加，極易導致螺栓脫落問題 （3）接觸網結構不合理導致接觸網故障的出現，在設計和施工等因素的影響下，出現接觸網隱患，尤其是在天氣、溫差等因素的影響下極易出現故障 （4）接觸網零件主體和安裝形式問題，如標示牌等，由于牌面面積相對較大，安裝形式簡單且易被鐵絲固定，會出現被風吹落的現象，部分接觸網零件也會出現這一問題，施工安裝極易受外界因素的影響，出現脫落現象 （5）造成零件脫落的原因可能是零件質量問題，在零件質量不滿足要求的情況下接觸網參數會發生變化。

2.2絕緣故障

此故障通常表現出接觸網帶電位置對接觸主體放電的現象，此現象容易擊穿絕緣配件而對地面放電。導致此故障的原因，主要由于周邊環境問題以及清理距離過長的原因，這使得絕緣體外表的導電介質數量較多?；蛘哂捎谇謇砉ぷ鬟^度而造成周邊環境中的污染問題侵入其中，造成對絕緣體的擊穿問題。此外，由于接觸網運行中需要與列車保持連接和摩擦狀態，隨著運行時間延長會在其表面形成碳粉，在電弧影響下會造成對接觸網的擊穿問題。如果接觸網與外部物體之間的距離過近也會導致漏電問題。

2.3電氣連接故障

接觸網最核心的功能在于電力供應，屬于一種機電結合的設施，由此在實際的應用中易出現電氣故障。電氣燒傷是接觸網常見故障之一，同時也是影響較為嚴重的故障類型，該故障的產生大部分源于電氣設計，即牽引裕量與牽引運能變化之間的不適應性所致，尤其隨著新時期運輸需求的增加，極大的超出了以往的設計預期，從而導致電氣燒傷故障成為常態。

3電氣化鐵路接觸網故障的保護措施

3.1弓網故障的應對措施

為了有效地解決弓網故障，相關技術人員需要強化接觸網參數監測工作。嚴格按照運行指標進行，定期監測接觸網的各項參數，掌握設備的實際狀態，在出現問題的情況下及時進行修正和更換。并強化接觸網各個位置的螺栓、止動墊片、螺母等各項檢查工作，在設備投入使用初期，需要做好各個部位螺栓和螺母加固工作，定期檢查運行松動問題。除此之外，在各項條件允許的情況下，盡量使用防松螺母或其他防松措施。在實際的設備安裝過程中，需要深入分析各個地區的氣候條件、溫度條件，做好自然災害預防準備工作。

3.2絕緣故障的應對措施

在絕緣故障應對過程中，相關人員需要做好絕緣清掃工作。在短期內清掃污染嚴重的區域，并在外部環境惡劣區域實行抗污性強的硅橡膠絕緣子，如化工廠、礦場等粉塵污染嚴重區段的絕緣體。另外，為了有效地調整接觸網線索，需要深入分析外部環境和溫度的變化，確保絕緣物體承受一定范圍內的溫差變化，及時地清除鐵路的各項影響因素，如周邊建筑物、植物和動物等。

3.3電氣聯結故障的措施

在電氣化鐵路接觸網中，電氣聯結故障的主要原因是運輸過程中出現超負荷問題，相關人員需要采取相應的措施解決這一問題：（1）加大電氣化鐵路接觸網的載流量，確保接觸網載流量滿足最大運輸需求 （2）增設電氣鐵路和接觸網，這樣能夠分擔運輸壓力，減少電氣聯結故障的出現。

4結語

綜上所述，伴隨電氣化鐵路規模地增加，接觸網的維護需求也不斷提升，作為基礎的電力能源保障設備，加強接觸網故障分析與預防，將有效降低鐵路接觸網故障率，為電氣鐵路運輸提升可靠能源支撐。同時，在防范措施上也應從質量管控、日常維護及環境管理入手，實現管理效能的持續強化，從根源上解決故障問題，確保鐵路運輸的高效運行。

參考文獻：

[1]張剛毅.高速鐵路接觸網的研究[J].電氣時代，2020（10）：112-113.

[2]薛豫中.電氣化鐵路弓網故障的分析與預防[J].中國科技信息，2019（21）：103-104.

[3]毛建輝.電氣化鐵路接觸網故障分析及防護措施[J].工程技術研究，2019（12）：207-208.

[4]郭建榮.探析電氣化鐵路接觸網故障及防護方法[J].數字通信世界，2020（05）：189+9.

（作者單位 ：中國鐵路濟南局集團有限公司 ）