城市軌道交通供電系統中接觸網技術性能和常見故障分析

余沖

摘要：當今城市的發展速度越來越快，作為重要交通工具的城市軌道交通的發展，也發揮著越來越重的作用。城市軌道交通具有占地面積小，時速快的特點，在很大程度上緩解了城市交通擁堵的情況。對于城市軌道牽引供電系統來說，接觸網是一個非常重要的組成部分，然而在城市軌道交通系統運營中，按照接觸網的類別可分為剛性接觸網故障和柔性接觸網故障，文章將剛性和柔性的接觸網技術性能進行對比，對故障類型進行分析后并提出相應的改進措施，以保障城市軌道交通系統的安全平穩運行。

關鍵詞：軌道交通;接觸網;故障分析

引言：

接觸網和列車上的受電弓這兩種特別耦合的模式，這就決定了該接觸網并非如其它軌道交通裝置那樣，能夠與之配置共享的備用裝置。因此，在這種情況下，城市軌道交通運營人員工作的模式直接決定了鐵路接觸網自身的安全性，一旦城市軌道交通線路發生了故障，電客車和其他相關的用電設施就可能會被停止或者切換，并對于列車的組織和運輸產生巨大的影響。

一、剛性接觸網和柔性接觸網技術性能對比分析

城市軌道交通的供電系統主要包括接觸鐵路、接觸互聯網及各種跨坐式的獨軌接觸等多種供電方式，就目前我國城市軌道交通供電系統的設計與發展來看，大多數城市以接觸互聯網這種供電方式。柔性接觸網通常采用棘輪法下錨、或者采取彈簧補償裝置以及滑輪法下錨。其結構較為復雜，零部件繁多，接觸線的抗拉強度相對要求很高，但是其在斷線后的事故損失影響很大，維修困難，工作量大且成本相對較高。而這些柔性接觸也具有跨越距長、前期投入少，并且具有動態均衡性和受流優良的特征。剛性接觸網沒有必要下錨，結構相對于比較而言更加簡單的很多，零部件相對較少，接觸網抗拉強度的要求低，安裝空間小，土建成本低，抗斷能力強，且設備維護工作量小，維修成本相對較低，能夠充分滿足對城市軌道交通系統運營的可靠性與穩定性的要求。

二、剛性接觸網和柔性接觸網常見故障和改進措施分析

1、剛性接觸網常見故障及改進措施

1.1 剛性接觸網電化學腐蝕問題

地鐵隧道頂部經常會出現漏水的情況、導致內部環境比較潮濕。當工業污水從電線管道直接排出滴落至其他接觸網上時，很容易直接造成污水匯流排和其他接觸網電線管道受到嚴重腐蝕。二者由于本體材質略有差異，均由于帶有過大的接觸電流，容易直接引起金屬電化學物質銹蝕，造成接觸定位器導線的夾緊和耐應力不夠，接觸定位線容易脫槽等不良問題。解決辦法就是通過系統采取各種物理層和分層安全隔離的預防措施，在每個匯流排上方特別增設了一個匯流排雙層防火墻的保護罩。

1.2 剛性接觸網螺栓松動問題

剛性觸網的部分懸掛連接點通常上都是經過各種不同化學物質錨栓的焊來連接進行錨固，懸掛連接點的部分軸承零件則是經過連接螺栓焊來進行連接緊固，受到的軸承電弓對剛性接觸網的巨大摩擦力和壓力一般上都是由于伴隨著我國軌道列車的正常運行，而不斷產生一些相應的機械沖擊及其它的波動。針對閥門螺栓松動的各種問題，建立完備的軌道車輛檢查養護維修管理體系，增加車輛懸掛固定點位與螺栓連接處的實時檢查和日常維護，發現后及時對其進行螺栓緊固并隨后予以及時更換。

1.3剛性接觸網受電弓和接觸線磨耗問題

城市軌道交通在運營時，列車的一臺受控集電弓通常是通過一個接觸網向其上方線路進行一次弓網供電和線路取流，弓網之間還會有一種動態變化的接觸力，當長期無法工作時，弓網就可能會自動產生一定的電力磨耗。在實際進行弓網設計時，對使用弓網運動拉出值的運動分布計算方式設計進行了精確計算、弓網之間的運動關系計算方式設計進行了深度仿真和設計優化、對于弓網施工工藝技術的進行嚴格要求，減少了硬質焊點，改善了使用弓網的運動受流量和質量，進而有效大大降低了其與弓網之間的機械摩擦和應力磨耗。

2、柔性接觸網常見故障及改進措施

2.1 柔性接觸網的空間尺寸問題

柔性接觸網結構是比較復雜的，零部件非常多，接觸線抗拉強度要求也很高，所以就需要提前結合土建空間條件對柔性接觸網懸掛安裝空間進行分析，對懸掛點結構仿真分析，進一步去優化懸掛點支撐結構，盡可能的避免出現懸掛裝置變形、鉆弓、擠弓等問題，在螺栓處采用帶防滑紋路的墊片，進行雙螺母緊固，降低螺栓脫落幾率。最后一定要明確出廠驗收標準，定期去進行維護和檢測，盡量減少安全隱患。

2.2 柔性接觸網剛柔過渡的方式

剛柔過渡處于剛性和柔性接觸網過渡連接部位，它的結構是相對復雜的，剛柔彈性漸變是影響過渡區段的重要原因，如果這個漸變的過程不是很平順，就很容易產生弓網磨耗異常、拉弧等現象。貫通式剛柔過渡能夠在漸變時降低接觸線的振動，具有調整和安裝簡便、平滑過渡等一些優良特性。

2.3柔性接觸網的分段絕緣器

根據國內柔性絕緣接觸網電纜公司以及分段絕緣器電纜生產商和經營技術人員的客戶反饋，分段柔性絕緣器的電纜常見故障主要是因為電纜調試系統狀態不佳、局部導線受到物質腐蝕，分段柔性絕緣器導線是電纜作為柔性接觸網上與供電線路分隔的重要連接裝置，具備一定的承載重量，如果底部導線的滑板與柔性接觸網導線的內部連接點與電纜內部夾緊的不在同一個的水平面上，易直接使其內部形成堅固的連接零件，造成局部磨損、拉弧等異常情況。針對產品分段連接絕緣器安裝工作不善的存在問題，可以及時研究采取措施，加強對該產品安裝出廠后的生產驗收和安裝管理，保證其設備齊全，安裝時候還應注意消除堅硬點，保證平滑面的過渡，對于含有污染物的連接附著污水處理也應及時加強清潔，優化其用于連接污水處理處的結構。

三、結束語

城市軌道交通供電系統能夠為城市內部的地鐵和服務提供電源，保證供電系統的穩定運行，這對于城市軌道交通有著非常重要的意義。文章針對我國城市軌道交通的常見故障各種類型分別對其進行了統計分析，并提出建議以及一些相應的故障解決和技術改進對策措施，以期盡量減少故障的產生。

參考文獻：

[1]考慮多種維修模式的城市軌道交通關鍵設備維護檢修技術研究[D]. 張成光.西南交通大學?2018

[2]城市軌道交通直流供電系統故障建模與保護仿真系統開發[D]. 柴段鯤.北京交通大學?2017

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