电气化铁道接触网故障类型分析及防治措施

2017-09-17郝海峰

大陆桥视野·下 2017年9期

郝海峰

【摘要】接触网故障直接导致行车中断，为了加强对接触网运行质量的管理，提高牵引供电的可靠性，有必要对电气化铁路接触网的故障进行监控和管理。本文通过对朔黄线近几年接触网故障的统计分析，分别从故障类型、故障原因等方面进行了分类，提出了故障的主要原因，并给出了防治措施。

【关键词】接触网；绝缘子；接触网；弓网故障

引言

牵引供电系统通过接触网向列车提供电能，是电气化铁路的重要组成部分[1]。目前我国电气化铁路采用的是交流供电制式，牵引变电所连接地方电网，将220kV或110kV输电线路传输的电能转变为55kV（AT供电方式）或27.5kV（直供方式）后，通过接触网向列车供电。由于受铁路净空及取流的限制，接触网直接暴露于旷野中，受雨、雪等自然气候的侵蚀，且没有备用系统。一旦接触网发生故障，将直接导致行车中断，影响运输效率，降低企业的效益。严重时可能危及设备、检修人员及列车的安全。因此，我国专业人员对接触网故障开展了大量的研究，包括对弓网故障的分析、接触网故障的测距等。本文将根据朔黄线接触网近几年运行的实际数据统计资料，对接触网故障进行分类，研究给出每一类型故障发生的主要原因，并提出防治措施。

1 .接触网基本结构

接触网结构非常复杂，图1为直供方式下的接触网。为了保证列车能在高速下正常取得电能，接触网与列车受电弓接触处要求平滑且有弹性，因此接触网导线分为承力索与接触线。接触线为与列车受电弓接触的导线，如图1中2所示。

图1中4为定位器，用于保证接触线呈“之”分布，让受电弓磨损均匀。

图2为AT供电方式的接触网，与直供方式相比，AT供电方式为2*27.5kV，但列车运行电压为27.5kV，因此图中支柱的田野侧多了一条负馈线，该导线对钢轨的电压为27.5kV，承力索和接触线与钢轨的电压也为27.5kV，但二者的相位相差180度。

由于每一个牵引变电所供电距离有限，因此一条铁路线路有数十个变电所供电，为了分隔各个变电站的供电区间及相位，接触网还需要进行分相和分段，在站场的接触网结构尤为复杂，如图3所示。复杂的接触网结构，以及接触网与列车受电弓之间的高速相对运动，导致接触网非常容易发生故障。

2 .接触网故障类型分析

为了探明接触网故障的主要原因，现将朔黄线近几年的运行数据进行统计分析，结果如图4所示：近4年发生的牵引供电系统障碍、故障以及事故共计77次，其中自动降弓共计11次（机车受电弓加装自动放风降弓装置后再无弓网故障），占总次数的14.3%以上。绝缘子污闪及绝缘间隙击穿59次，占总次数的76.6%左右，不明原因引起跳闸7次，约为总数的10%。下文将重点对弓网故障及绝缘故障进行分析。

3. 接触网弓网关系分析

3.1 弓网障碍类型

列车高速运动时，受电弓滑板和接触线处于高速的相对运动状态。当接触网或列车受电弓存在缺陷时，高速运动将这些缺陷的影响扩大，有可能导致受电弓拉翻或接触网零件损坏，严重时可通拉断接触网导线，拉断接触网支柱。

弓网障碍是接触网一种常见的故障类型，根据发生弓网故障的原因，可以分为以下几类：

产品质量问题引起的弓网障碍

由于接触网零部件的质量不合格，或者是零部件有施工或运行过程中受到损伤，当该零部件在长期动态工作过程中疲劳损坏，进而形成弓网障碍。

如某站场接触线断线，其原因是接触线断裂处有￠3mm的气泡和浅灰色铜层，由于材质不合格造成接触网故障。

因施工与检修造成的弓网障碍

在施工与检修过程中，如果未严格执行相关的规定，导致参数未达到要求，如之字值超标、定位坡度不足，线岔不水平等，从而引起弓网故障。

如某次因跨越施工，导致导电体落到接触网上引起接地，烧断接触网，列车通过时导致受电弓被打坏引起自动降弓。

气候变化引起的弓网故障

接触网受气候的影响较大，尤其是下锚支柱，当气温发生改变时，接触线与承力索发生热胀冷缩，引起下锚偏移，造成接触网支柱及接触悬挂参数的变化等。