铁供电接触网系统可靠性及主要故障分析

摘 要：伴随着科学技术及互联网技术的快速发展，城市交通规模发展迅速，居民出行工具日益快捷。地铁作为城市交通出行的重要工具，不断扩大变化规模，为居民生活带来了不少的便利。接触网系统是地铁牵引供电系统中的关键组成环节，影响着地铁的正常运行。如若供电接触网系统一旦出现故障，发生安全隐患，就会给地铁造成不少的运行麻烦，增加地铁运行维修成本，威胁乘客的安全隐患，为社会增加不少的经济损失。鉴于此，保障供电接触网系统的可靠性显得尤为重要。文章讨论分析了地铁供电接触网系统的可靠性以及其主要故障，希望可以有效地解决平常的故障问题，保持地铁正常运行工作。

关键词：接触网系统;可靠性;故障;分析

一、 引言

经济快速发展的今天，城市轨道交通规划运行变得尤为重要。如何规划良好的交通道路，如何保障轨道交通的出行，如何维持轨道交通的供电，是城市发展的关键。牵引供电系统是城市轨道交通的关键组成系统，其正常运行与否将会直接影响地铁的正常运行。接触网系统是地铁供电系统的主要系统，其运行状态会影响地铁的运输能力。

二、 接触网系统

地铁牵引网供电制式采用直流制。依据悬挂式形式的不同架空接触网，可以分为柔性接触网以及刚性接触网。接触网主要构成组件有接触线、中心锚结、汇流排等。其中汇流排是接触网悬挂件中较为重要的组件，主要有“T”型以及“N”型两种横截面的形式。接触线的构成材质主要是银铜合金，可以嵌入或用线固定在汇流排上。汇流排的接头，应该要满足汇流排机械完成正常对接工作以及可以实现导电的作用。中心锚结的功能即可以有效避免接触网在不同的环境不同温度下的随意偏移。

三、 地铁供电系统

（一）集中供电系统模式

城市轨道交通道路，参照用电数量及线路的长短因素，可以建设城市轨道交通专用主变电所。主变电所需要有两条线路独立的电源。然后主变电所变压为城市轨道交通线路内部所需要的电压。这种供电模式即为集中供电模式。

（二）分散供電模式

这种模式下的供电状况是不设置主变电所，反而采用直接向各城市电网变电所向城市轨道交通供电。应用这种供电模式的条件是城市电网交通便利，各车站附近有安全可靠的供电电源。

（三）混合供电模式

这种供电模式综合以上两种的供电模式的特点，其中主要以集中供电为主，以分散供电模式为辅。两种供电模式相结合的供电模式，使得供电系统更加完整，供电来源更加可靠。

四、 地铁供电接触网系统可靠性分析

地铁接触网系统可靠性分析的方法主要有两种，一种是模拟法，另一种是解析法。采用模拟法的分析方法，是将系统拆分为多种元素，通过对元素特性进行概率分析然后进行预测，最后依据元素的特性组合来判断系统是否可靠。解析法的分析方法，是参照系统的结构、系统以及元件之间的功能和作用的逻辑关系，构建系统可靠的模型，运用数值计算方法求得满足系统条件的可靠参数。

五、 地铁供电接触网的主要故障

（一）绝缘方面故障

接触网是一种较为特殊的高压供电设备，绝缘技术是其非常重要的技术。接触网系统相较于地方电力系统供电线不同，悬挂高度较低而且距离机车较近，非常容易被周围环境以及机车破坏污染，所以其绝缘也非常容易受到破坏。依据绝缘的介质来划分，接触网的绝缘有绝缘体绝缘及空气间隙绝缘两种。只要这两种绝缘有一个出现故障，就会影响整个绝缘网出现故障。

（二）空间结构尺寸故障

接触网不仅需要确保完整良好的为电力机车给予电流支撑，还需要保证接触悬挂可以稳定牢固的放置在规定的几何位置上，以便受电弓可以平滑的从接触线上高质量的取流。因为受电弓的宽度有限，而机车运行速度快，所以如若接触网技术参数发生变化，就会降低电力机车取流的质量，甚至造成供电接触网的严重故障。

（三）电气联结方面故障

接触网是机、电合一的特殊供电机械设备，所以在运行的过程中容易出现电气方面的问题。一旦发生电气方面相关的问题，就会造成严重的影响，危害地铁的正常运行。

（四）汇流排方面的故障

汇流排方面发生故障主要有接触线的电气烧伤、汇流排的疲劳破坏、汇流排变形进而导致汇流排终端失效这几种故障。汇流排终端容易受到环境变化、温度变化、雨雪天气等因素的影响而出现故障。所以在安装汇流排时，需要注意安装的细节，确保安装到位，避免零部件卡滞或脱落进而导致器件变形等故障。在日常的使用过程中，需要定期保养维修，检修汇流排的故障问题，延长汇流排的使用寿命，减少故障频繁的次数。

六、 结语

伴随着电气化快速发展，接触网供电系统的可靠性显得尤为重要。分析了解地铁接触网的可靠性以及主要故障，可以为地铁运行提供良好的建议，及时做出应对预防措施，减少故障频发的次数，保障乘客的人身生命安全，便于地铁正常运行。

参考文献：

[1]李想.地铁供电接触网系统可靠性及主要故障分析[J].电子测试，2015（23）：76，121.

[2]陈涛.地铁供电接触网系统可靠性及主要故障分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2018（28）：3037.

作者简介：

吴通，南京地铁运营有限责任公司供电分公司。