浅谈陇海线天兰段、兰新线兰武段铁路接触网设备故障分析及解决方案

王维

摘 要：该文已陇海线天兰段、兰新线兰武段区段内接触网设备近些年发生的接触网故障为依据，对接触网故障产生的种类、原因及危害进行分析，按照目前接触网运行的现状，提出一些改进建议。

关键词：接触网 故障 整治

中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0102-02

目前电气化铁路已经成为我国铁路的主要发展方向，在铁路电气化区段牵引供电系统已经成为电气化铁路不可或缺的重要组成部分。因此如何更加长时间、有效的确保牵引设备的正常运行已经成为牵引供电专业努力的方向。

陇海线天兰段、兰新线兰武段接触网设备地处我国西北部，是以兰州为中心分别向东、西方向延伸的铁道电气化设备，承担着陇海线末端与兰新线首段连接、过渡的重要作用，是西北电气化铁路重要的组成部分。一旦出现故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行，严重时还会中断电气化铁路的行车功能。因此分析和研究该区段常见故障，制定切实可行的防范措施尤其重要。

1 铁路接触网设备故障分类

主要指铁路牵引供电系统中接触网设备，因自身设计、设备质量、运营时间等原因产生的故障。根据陇海线天兰段、兰新线兰武段接触网设备自2009年至2012年间发生的20件典型牵引供电接触网事故、故障进行数据分析，接触网常见故障分为以下几类：（1）接触网线索、零部件脱落。（2）接触网参数变化、状态不良。（3）接触线、承力索或附加悬挂中的线索断线。（4）绝缘部件的闪络或击穿。（5）隧道内渗漏水结冰造成的接触网故障。（6）自然灾害造成接触网设备故障。通过对2009年至2012年间该区段内发生的20件典型牵引供电接触网事故、故障进行数据分析，接触网线索、零部件脱落引发故障8件，占总数的40%；接触网参数变化、状态不良引发故障7件，占总数的35%；接触线、承力索或附加悬挂中的线索断线引发事故、故障2件，占总数的10%；隧道内渗漏水结冰造成的接触网故障1件，占总数的5%；绝缘部件的闪络或击穿引发故障1件，占总数的5%；自然灾害造成接触网设备故障1件，占总数的5%。

2 故障原因分析及应对措施分类

2.1 接触网线索、零部件脱落

以上分析中8件接触网线索、零部件脱落故障中，吊弦脱落3件；定位脱落2件；螺帽、螺栓松动造成连接件脱落2件；整体零件脱落1件。（1）吊弦脱落原因分析及预防措施：烧断。正常情况下，吊弦是没有电流通过的。发生吊弦烧断现象主要是因为附近的电连接器损坏或与接触线接触不良或接触载流不够，机车取流时使吊弦通过较大电流而造成。磨断。主要是因为吊弦受力状态不良造成松弛，接触悬挂长期处于动态状态下，环与环之间或与滑板之间长时间发生较大幅度的摩擦，某一处磨断后造成吊弦脱落。腐蚀断或被受电弓剐断。一是环境（化工、中腐蚀地带）对接触网的腐蚀；二是预制时受伤严重，长时间锈蚀、腐蚀造成开断、脱落其他。吊弦因温度偏移，造成拉脱线夹或拉断吊弦线。吊弦线夹因裂纹等缺陷开断，造成吊弦脱落。后果：一是吊弦线夹打弓。二是吊弦线夹脱落部位接触线高度降低并且稳定性差，造成打弓或受电弓受流状态不良。三是脱落的吊弦线低于接触线，受电弓通过时打击受电弓，可能将受电弓滑板打坏，继续运行剐伤接触线引起剐弓；或是吊弦线绕住受电弓后直接引起剐弓。预防措施：日常巡视、检修中发现吊弦状态不良（如松弛、磨蚀严重、环与环之间磨损严重、沿线路方向偏移角度大等缺陷）及时安排处理。发现吊弦有伤痕，及时安排检修附近的电连接器或导流设备。安装吊弦时，按标准及进行，保证制作安装新吊弦符合技术要求。

（2）定位脱落原因分析及预防措施：定位钩与定位环在机车受电弓运行当中受振动或其他外力作用，脱开；棒式绝缘子污闪，短路电流将定位夹或定位器、定位环部位烧伤造成脱落；严重腐蚀（化工厂、隧道漏渗水、电连接不良分流电腐蚀）造成脱落。后果：定位器脱落后一方面会因接触线高度和拉出值的变化引起弓网故障，另一方面若定位器脱落后未落地，不仅会造成剐弓，而且也引起接触网对机车放电、受电弓碰击定位器打坏受电弓几机车上的绝缘子、定位器被受电弓击飞后打坏其他接触网设备或部件。预防措施：一是日常检修、巡视中注意检查、观测各零件及其连接部件状态良好。紧固线夹螺栓要适度，以免造成事故隐患。对连接部位及紧固好的定位线夹要检查状态是否良好。二是调整导线高度及驰度时，一定要使定位器坡度（定位器与水平夹角的正切值）保持在1/10至1/5的范围，同时保证定位管处在水平状态。三是气温突然升高或降低时，应加强步行巡视，特别注意定位器坡度及沿抵触线纵向偏移，最大不超过定位管长度的1/3的大小，不符合技术标准时要及时安排处理。四是对风口地段定位装置进行防风改造，防止风力使定位失稳、接触悬挂摆动发生弓网故障。五是采用先进技术，对绝缘部件进行绝缘性能测试和污秽清扫。采用绝缘性能好的喷涂材料，对污染严重的绝缘部件进行提高表面闪络电压的喷涂。同时，采用绝缘水平高、防污性能强的绝缘元件，防止绝缘子闪络、击穿使接触网对地短路放电烧坏零部件，造成定位脱落。六是在重腐蚀区、沿海地带、渗漏水隧道及气候潮湿地区，安装或更换接触悬挂支持部件前，根据情况先对部件采取涂环氧树脂或绝缘清漆等防腐技术处理。特殊地段应采用镀络部件或铜材质部件。

（3）螺帽、螺栓松动造成连接件脱落原因分析及预防措施：原因及后果：部分螺帽、螺栓未能按规定紧固到位，造成螺帽、螺栓在运行过程中松动、脱落，（使接触网参数拉出值、导高、线叉参数发生变化，）当其参数超出受电弓的工作范围时，常常会发生钻弓、打弓故障。预防措施：加强对接触网各部分螺帽、螺栓、弹垫、防松垫片的检查。在设备投入时要对各部分螺帽、螺栓进行平推紧固，在此基础上通过抽查逐步摸索螺帽、螺栓动态松动周期，及时进行紧固，确保各部分参数处于标准范围。

2.2 接触网参数变化、状态不良endprint

原因分析：由于接触网部件在温度变化时由于接触悬挂的热胀冷缩致使相应的线索弛度发生变化（如悬挂间电连接线、中锚辅助绳、开关引线等）或长期运行过程中的震动疲劳，都有可能造成接触网参数变化、状态发生改变。工务部门施工后对接触网设备参数产生影响。防范措施：加强对接触网参数的检测。严格按照测量、巡视周期对接触网进行检测，掌握设备技术状态，发现问题及时处理。提高检修人员作业质量，严格按照《接触网检修规程》相关要求对设备进行检修，确保设备参数满足要求。

2.3 接触线、承力索或附加悬挂中的线索断线

原因分析：烧断、拉断、腐蚀断是造成接触线、承力索或附加悬挂中的线索断线的主要原因。如果断线处未落地并未引起跳闸，则因接触线张力的变化及驰度变化，可能造成剐弓事故；如果断线处的断头落地，则造成接触网对地短路放电，短路电流可能会损坏、烧断承力索或其他接触网设备及零部件。如果锚段关节处补偿装置的制动失灵或动作情况不良，则坠砣落地或较长距离下移，可能出现拉坏、拉脱定位，拉偏、拉脱吊弦，拉偏、拉坏碗臂及电连接器等扩大事故范围情况。如果接触线断线因剐弓所致，则整个事故范围大、接触网设备损坏程度严重、事故抢修所用时间长。

防范措施：一是按规定时间、周期及标准测量接触线的磨耗，对局部磨耗超过规定的及时进行电气补强、切断后做接头或更换。二是日常检修作业中注意检查接触线的损伤情况，发现局部损伤截面超过规定及时进行电气补强、切断后做接头或换线。三是日常巡视或检修中，注意接触线接头线夹处、绝缘器接头线夹处、中心锚结线夹处及定位点处接触线的磨耗情况，发现磨耗或损伤超过规定者及时进行处理。发现接触线存在的硬弯、硬点及时进行处理（如校直、切断做接头或换线）。四是按规定时间、周期及标准检修各种电连接器。对电连接器与接触线接触面载流不够的区段，适当增设电连接器组数或增大电连接器与接触线的接触载流面。五是定期清扫各种绝缘元件，对不符合技术要求者及时进行更换。六是提高日常检修质量，保证接触悬挂的技术状态符合标准。

2.4 绝缘部件的闪络或击穿

原因分析：（1）绝缘子脏污：主要表现为清扫周期过长，周围环境污染严重，使绝缘子表面覆盖了较多的导电介质而放电击穿。（2）绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境：主要表现为绝缘子虽然按照周期进行了清扫，但由于周围污染介质的特殊性如化工污染等，使绝缘子在不太脏污的情况下发生了放电击穿故障。（3）分相、分段绝缘棒由于与碳质材料的受电弓频繁摩擦接触，使其接触表面覆盖了一层碳粉，由于受天窗点的限制而不能及时清扫，使电弧沿其表面发生击穿故障。（4）接触网带电部分由于受温度变化，其空间几何位置发生变化，当对接地体的距离偏小于安全距离时，便会发生对地放电故障。（5）铁路旁边的建筑物、树木、风飘物等由于受自然灾害的影响而使其状态发生变化，当其对接触网（含供电线）的距离小于安全距离时，接触网也被动发生放电跳闸故障。另外融冰、鸟类搭窝用的导电体以及动物本体也会在特定情况下引发短路放电故障。

应对措施：加强绝缘的清扫工作，对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期。对环境污染严重区段更换为抗污能力强的的硅橡胶绝缘子。对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理，保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能有足够的安全距离。加强对网上积雪的清扫工作和钢柱、横梁上鸟巢的清理工作，防患于未然。

2.5 隧道内渗漏水结冰引发故障

原因分析：因隧道漏水加重，水流在绝缘子上造成绝缘性能下降，导致绝缘子击穿。由于结冰造成绝缘距离不足，导致放点烧伤接触网设备。各供电车间根据气温变化情况，及时安排各接触网工区提前对隧道结冰情况进行认真检查监控，根据隧道结冰情况随时打冰。对气温、结冰情况进行分析总结，探索规律，以便更合理的安排打冰时间和周期，确保打冰工作有效实施。

2.6 自然灾害引发故障

原因分析：接触网漏天设置受自然环境变化影响较大（如雨、雪、风等天气条件下造成的塌方），可能导致支柱倾斜、接触网参数变化等；同时设置位置限制还会由于外界动力机械的撞击，造成接触网支柱及接触网悬挂参数的变化。整改措施：对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理，保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能有足够的安全距离。加强设备抵抗自然灾害的能力。

3 结语

通过对陇海线天兰段、兰新线兰武段接触网设备自2009年至2012年间发生的20件典型牵引供电接触网事故、故障进行数据分析，可知该区段铁路接触网设备故障多是由于接触网线索、零部件脱落及设备参数发生变化造成，所以日常加大对对此类问题的关注，及时预防相关设备隐患的出现，是降低接触网设备故障件数的基础。

参考文献

[1] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2002.

[2] 吴积钦.列车提速与弓网关系[M].成都：西南交通大学出版社，2006.endprint