新建线路接触网设备典型故障分析及防范措施

唐华栋 上海铁路局杭州铁路办事处

新建线路接触网设备典型故障分析及防范措施

唐华栋 上海铁路局杭州铁路办事处

分析上海局部分新建线路接触网设备典型故障，并对其进行了归类，结合引起故障的原因，从设计、施工、运行管理等方面存在的问题进行分析梳理，并提出相应对策措施，以便加强新建线路接触网设备质量控制，确保供电畅通和行车安全。

牵引供电；接触网；设备故障；防范措施

近年来，上海铁路局既有线电化改造和新建电气化铁路开通较多，牵引供电设备总体能安全运行，但牵引供电设备故障仍有多次发生，其中接触网设备故障占比较高，影响较大，有的还构成行车事故，影响安全供电和铁路正常运输。本文在总结分析近年来几类典型接触网设备故障原因的基础上，提出了防范措施，以求引起业界共识，加强源头控制，降低故障率，确保供电安全。

1 各类典型故障案例分析

1.1 设计缺陷以及新技术运用不成熟

2013年7月21日11：13，D3107次通过杭甬高铁绍兴北站-上虞北站间K230+723接触网分相时，动车组带电过分相，导致677、678、679、680供电单元跳闸。经调查发现在杭甬高铁上，分相磁钢布置按照原铁道部（铁运电【2012】60号）电报要求的距离设置，异于既有350km/h线路采用的埋设距离。示意简图如图1所示。

图1 杭甬K230+723分相示意简图

在杭甬高铁绍兴北站至上虞北站两站之间有K205、K230两个分相区，动车组（CRH1B、CRH1E）在过第一个分相区时，因过分相区磁钢埋设距离与动车组自动过分相逻辑控制程序软件系统不匹配，自动过分相装置在结束过分相后不能自动复位，致使动车组到达下个分相区后自动过分相装置不能动作，造成动车组带载过分相，引起接触网跳闸。该故障反映出接触网关键设备设计上考虑不成熟，有关新技术论证不充分，与动车组等专业沟通协调存在漏洞。

1.2 零部件缺陷引起

2011年8月3日17：17，杭深线接触网某单元跳闸停电，重合失败，同时临近车站N15、N19岔区出现红光带，经查是该站I道接触网071#锚柱处接触线补偿绳断裂致接触线脱落接地引起，构成铁路交通一般C类事故。该起事故发生的直接原因是补偿棘轮小轮单侧补偿绳与棘轮本体横筋根部凸点在气温变化产生补偿偏移过程中相磨，造成补偿钢丝绳断股，累积一定量后，因接触导线张力作用而使钢丝绳断裂。分析发现，零部件制造厂家对于该型号补偿棘轮设计制造过程中未考虑在小轮轮面设置导线槽，导致在补偿偏移量变化过程中补偿绳无法正确回绕而形成上下层布置，钢丝绳与棘轮本体横筋根部凸点相磨，因此零件存在的缺陷是事故发生的主要原因。近年来此类案例并不鲜见，沪昆线分段绝缘器、沪昆浙赣段定位线夹、合武线锥套式终端线夹等设备都因先天缺陷而大面积更换，给运行检修和安全供电带来很大麻烦。

1.3 外界影响

2011年8月18日17∶20，杭深线某车站2号旅客站台雨棚宁波方向第九号至第十号柱子间靠近6道一侧的三块檐口封口板脱落，掉落在该站6道靠近Y25#吊柱承力索上，造成线索烧断。经调查，雨棚施工单位在未取得设计单位签认的前提下，擅自更改施工方案，安装不到位，造成檐口与雨棚吊顶板之间存在空隙临时加装檐口封口板且采用自攻螺钉固定方式，强度无法满足抗风要求，加之其提供的竣工图纸与现场不符导致设备管理单位无法按图对照检修，是事故发生的主要原因。新建、改造线路工程中，机具侵限、施工材料跌落、雨棚等固定设备脱落引起接触网跳闸乃至断线的故障累见不鲜，历年来外界影响在接触网故障和行车事故中占比也一直居高不下。

1.4 施工遗留缺陷

2011年11月1日，K847次机车在某站牵2线到机整1线的行进过程中，受电弓突然自动降弓，司机停车后检查发现Ⅰ室受电弓滑板翘起，接触网201#-205#间有一根吊弦落下，挂在接触线上。本次设备故障造成接触网损坏吊弦一根，HXD3C-124机车Ⅰ室受电弓滑板受损翘起。经调查分析，引起本起故障发生的直接原因是201号支柱温向第一根吊弦承力索固定线夹螺栓螺母松动脱落，导致吊弦挂落，侵入限界后，被机车受电弓拉断，并打坏受电弓。该站自2010年6月20日起由施工单位进行接触网改造，其中机整线于9月18日送电开通，由于该站改造工期紧，遗留缺陷较多，设备至事发时还未验收交接，施工质量存在缺陷是该起故障的主要原因。近年来，既有线改造工程大多具有工期紧、边运行边施工、建成即送电使用等特点，施工质量难以保证，设备单位在验收等环节难以卡控，从而引发了大量设备故障。

1.5 检修巡视不到位

2011年5月28日6∶23，0D5561次列车运行至某客专线路区间K619+262处，司机发现网压为零，列车自动降弓，紧急停车后随车机械师下车检查发现15号车受电弓断裂变形。此次事故的直接原因为该区间接触网239#定位管支撑与平腕臂连接处的连接螺栓的开口销缺失或脱落，螺母在振动中脱出，在0D5561次列车前弓通过该处后，定位管支撑与平腕臂脱离，导致定位管搭在接触线上，定位管与定位器侵入受电弓动态包络线，与0D5561次15车受电弓发生击打，列车继续运行，损坏的受电弓打坏前方255#，259#定位器。调查发现，设备管理单位日常巡视不到位，未能及时发现开口销缺失或脱落的隐患，是导致本次事故的主要原因。

2 防范措施

2.1 强化源头控制，注重设计审查

近年来，高铁、客专技术发展迅猛，接触网专业设计理念不断创新，这对运用单位也提出了较高要求。在新线建设前期，应加大对设计文件的审查力度，对新技术的使用要持慎重态度，确保性能已验证，安全有保证；其次要注重结合部设计的对接，供电专业与行车、电务、工务部分的结合部既是运行检修管理的难点，也是故障事故的高发部位，近年来各专业电缆同沟敷设、声屏障影响补偿装置等问题也属此类，因此必须把结合部设计审查作为一个重点，深入吸取有关教训，协调统筹考虑问题，避免工作被动。

2.2 选取成熟设备、工艺

从相关故障可以看出，接触网设备质量是决定因素，设备质量又与零部件材质、型号、安装工艺等直接相关。由于各种客观因素，部分上线设备存在设计有缺陷、质量欠缺、工艺不成熟等各种问题，有关部门必须严控设计选型、产品招标、进场验收等环节，确保使用安全可靠、质量过关的设备，并有成熟的安装工艺、维修标准。实践还证明，设备质量应当在源头进行控制，开通后发现某项设备不能运行而全线进行改造或更换，又要耗费大量人力物力。

2.3 保证施工质量

接触网施工质量是其安全运行的先天条件，建设施工单位必须提供质量合格的产品，才能保证设备管理单位在接受后能正常维护。一是要选择资质合格、经验丰富的施工队伍；二是安排合理工期，杜绝因进度影响质量；三是设备接管单位要加强施工期间的监督，保证施工工艺；四是加强营业线施工安全监督和外界环境排查整治，确保运营环境安全。

2.4 控制交接验收环节

交接验收是新建改建设备的重要环节，设计、建设、施工、监理、设备管理等各方都有重要职责，在交接验收过程中，一是要把控设计意图的贯彻，工艺标准的落实；二是要交清设备状况，全面检查发现存在问题，以便后期及时解决处理；三是交清相关资料台账，便于设备单位维护。

2.5 加强维护，探索巡检新机制

一是要尽早介入接管，熟悉检修工艺标准，制定检修、巡视、抢修办法，配齐人员、机具、材料；二是结合实际，完善管理。比如针对新建线路长大桥、隧较多的情况，要制定桥隧巡检的具体措施，针对班组对新设备不熟悉的情况，要加强技术练兵和应急演练等；三是探索新的巡检方法，充分利用先进设备，比如红外测温，高铁防灾系统等，另外还要充分利用动检车数据和重视每日动检添乘检查；四是推行集中整治。杭深线通过2009年开通初期的整治后，有关问题处理不彻底，在2009年至11年上半年期间仍故障频发，安全压力极大，在路局的部署下，设备管理单位于2011年下半年组织了专门队伍，历时3个多月进行了一次全线平推整治，修后效果十分明显，故障率明显下降，为今后推行集中平推提供了现实依据。3结束语

新建线路接触网设备质量需要设计施工提供先天的优质保证，也需要设备管理单位精心维护。今后一段时间，我局范围内还将建成杭长、合福等多条高铁客专线路，如何确保新线供电设备正常开通和运行期间安全稳定，将是供电系统的一个重要课题和艰巨任务。有关部门和从业人员应当充分总结近年来新线接管、运营中存在的问题，进一步分析典型故障原因，追根溯源，加强前期控制，卡控设计、施工、验收等各个关键环节，不断完善改进运行检修方法，从而提升设备质量，降低故障率，保证供电畅通和行车安全。

[1]于万聚.《高速铁路电气化铁路接触网》.

[2]顾建华.《国外高速铁路维修管理模式及启示》.

[3]上海铁路局供电处.《甬台温客专典型故障案例分析》.

责任编辑：万宝安 朱挺
来稿日期：2013-12-19