电气化铁路接触网故障及保护措施分析

韩晓东

（包神集团神朔铁路公司，陕西 神木 719316）

接触网是电气化铁路的重要组成，在机车移动过程中，会随之改变线路负荷。近些年来，受铁路运输事业快速发展的影响，显著增加了接触网设备的使用频率，进而导致诸多故障问题的出现。由于接触网故障具有多样化的形式和复杂的原因，故障抢修难度较大。如果采取错误的抢修技术，不仅修复时间遭到拖延，甚至还会改变故障性质。因此，要构建完善的防护体系，最大程度上降低电气化铁路接触网故障的发生几率，促使电气化铁路运行的安全性与稳定性得到保证。

一、电气化铁路接触网概述

在电气化铁路基础设施体系中，接触网是非常重要的类型，其能够将动力提供出来，促使列车正常运行得到实现。就目前来讲，接触网一般采用27.5kV的电压等级，主要由四个部分组成：第一，支柱基础。其主要是承受供电装置、定位装置等各类装置的负荷。为促使支柱的稳定性得到保证，需合理选择支柱类型。其中，钢支柱与预应力钢筋混凝土支柱应用较为广泛，。第二，支持装置。斜腕臂、棒式绝缘子、平腕臂等设备共同组成了支持装置，其主要是将支持作用提供给接触悬挂。第三，定位装置。其主要是对接触线的位置进行固定，保证移动过程中接触线的轨迹不会发生变化，且将接触线水平负荷传递给其他支柱，如定位管、定位器等皆属于定位装置。第四，接触悬挂。接触悬挂的组成众多，如承力索、接触线等。在电气化铁路接触网架设过程中，主要借助于支持装置来实现，向电力机车有效传递变电所的电能。目前，接触悬挂出现了较为复杂的种类，通常可从简单接触悬挂、链形接触悬挂等两个方面进行划分[1]。

二、电气化铁路接触网故障的产生因素

（一）环境因素

为满足电气化铁路的运行需求，要在露天环境中设置铁路接触网，这样自然环境因素就会在很大程度上影响到接触网的运行。如果有恶劣天气出现，铁路接触网故障将很容易出现。如有大雾、雷击天气出现后，容易击穿接触网的天窗部分，导致电力能源供应遭到中断，机车难以正常运行，甚至还会有不同类型的设备损害发生。而当冻雨天气出现后，发电网冻结现象容易产生。此外，如果有地震、泥石流等严重地质灾害出现，也会在很大程度上损害到接触网，威胁到铁路的正常稳定运行。

（二）材料因素

材料会在很大程度上影响到接触网的运行状况，如果没有严格控制材料，应用了不符合规范标准的劣质材料，将会增大各类接触网故障的发生率。此外，材料技术不符合设计要求，将会缩短材料的使用期限，进而引发接触网故障问题。因此，需严格管理与控制材料。

（三）人为因素

由于铁路接触网具有较大的铺设面积，检修人员的工作任务较为繁重，部分人员为加快检修进度，可能会对检修质量进行降低，这样将难以及时发现细小设备缺陷，潜在的安全隐患得不到消除，导致接触网断线事故的发生率显著增大。一些人员在接触网检测过程中，仅仅对表面损耗进行检测，其他故障遭到忽视，导致故障风险随之增大。此外，没有严格控制关键部件的质量，如承力索、接触线等，这样将会降低铁路接触网的整体质量，导致各类接触网故障的发生。

（四）电流因素

电力能源是电气化铁路运行的基础，电流变化直接影响到接触网的运行。如果有过大的电流变化出现，铁路接触网的运行效率、运行稳定性将会受到严重影响，甚至还会有多种类型的部件故障产生。

三、电气化铁路接触网常见故障及处理

（一）机械故障

零部件损坏、变形、折断等是接触网机械故障的主要类型，这些故障由多种因素共同导致。结合实践经验得知，新开通铁路更容易出现机械故障。铁路接触网在投入使用之前，皆经过必要的联通联试、初验复验等，但受工程任务量、工期等因素的影响，依然可能会有故障出现于使用过程中。其中，主要原因是部分人员在施工过程中没有严格贯彻施工标准要求，如采用过大的零部件紧固力矩、紧固施工不够规范等，导致有螺栓松动、铜质材料断裂等诸多问题出现于运行当中。针对此类故障，工作人员要将各项施工工艺要求严格落实下去，完成施工后，严格验收铁路接触网的施工情况。如果有静态缺陷或动态缺陷存在，施工单位要及时开展整治工作。开展正式运营之前，相关单位需地毯式检查铁路接触网的螺母、螺栓、弹垫等设备，保证各零部件处于良好状态[2]。

（二）电气故障

线索烧伤、电缆击穿是接触网电气故障的主要类型，这些故障容易在铁路开通运营1年内出现。其中，绝缘配合、接触线索绝缘距离、电缆绝缘强度等是造成电气故障的主要原因。如区域内存在着较大的空气湿度，导致空气绝缘强度遭到降低。列车运行过程中，受线索晃动的影响，导致其与拉线底座锚栓的距离遭到缩短，进而击穿空气绝缘，造成短路放电跳闸故障的发生。针对此类故障，在检修过程中需对接触悬挂位置进行调整，依据相关标准对绝缘距离进行适当增加，促使空气间隙得到加大，空气绝缘击穿问题得到防范。工作人员要对接触网的运行情况进行持续监测，对设备技术状态进行动态掌握，及时发现、处理运行中出现的问题，避免因温度变化而导致有过紧、过松等现象出现于接触悬挂部位，否则将会降低绝缘距离，导致线索烧伤故障的发生[3]。在使用铁路接触网电缆时，尽量将热备用方式运用过来。正式送电之前，工作人员要对电缆接地方式进行专门检查，及时发现和排除各类电缆故障。

四、电气化铁路接触网的故障防范措施

（一）加强设备质量管理

在工作过程中，需将天窗时间相关规定严格执行下去，在对天窗时间进行控制的基础上，切实提高设备质量。天窗施工实践中，需控制线路大中修工程、接触网大修工程的时间保持在240 分钟以上。天窗维修实践中，电气化单线与双线的作业时间分别保持在90分钟与120分钟以上[4]。同时，要对接触网的拉出值与跨度距离进行科学设计，保证接触网不会超出受电弓滑板工作范围，且将适当的余地留出来。禁止将不合格材料运用于接触网中，工作人员需对接触网各个零部件材料质量进行严格检验，符合相关标准后，才能够在接触网中应用。

（二）加强日常检修维护

在大风、温度等环境因素和技术人员主观因素的双重作用下，容易有数据偏差出现于接触导线导高测量过程中，不仅影响到测量数据的准确性，也会在很大程度上影响到接触网设备的运行状态。面对这种情况，工作人员需定期测量接触网定点位，避免有定位器破度过小、拉出值过大等不良问题出现，否则接触网故障的发生率将会增大。通常情况下，在交验环节内能够发现和解决大部分的施工遗留问题，但也有部分隐蔽问题的发现难度较大，或工作人员的检查力度不足，导致在设备运行使用过程中方才发现这些问题。针对这种情况，营运单位需向接触网施工过程中提前介入，严格监管施工阶段的质量情况，促使工程项目质量得到提升，运营成本得到降低。工作人员要重点检查冒火现象，避免火灾问题的发生。同时，要依据相关制度做好检修工作，平推检查接触网设备的螺母、螺栓以及防松垫片等零部件。要关注接触网各项参数的变化情况，保证没有超出相关标准范围[5]。要对设备中的各连接螺栓进行平推紧固，通过抽检、总结等方式的综合运用，逐步整理螺栓松动周期，以便促使设备各部件得到及时紧固，进一步优化检修计划。部分部位容易造成承力索导线非正常过流现象，则需对电连接进行加装，且对电连接线夹设备的连接可靠性进行严格控制。

（三）制定环境整治策略

由于环境因素会导致电气化铁路接触网故障的发生，因此，需将环境整治工作落实下去。工作人员要对可能会影响到铁路接触网运行的树木进行定期砍伐或修枝处理，详细记录各个季节内树木的生长情况。密切关注天气预报信息，一旦有恶劣天气出现，需提前巡查铁路沿线树木，制定针对性的防范策略，促使灾害天气的不利影响得到控制。冬季温度较低，需将隧道内的冻冰及时排除掉，而夏季则要做好防雷工作。针对常见的鸟害问题，要动态监控接触网设备的运行情况。部分季节容易发生鸟害，需对巡视频次进行增加。以冬春季节交替时段为例，经常出现鸟害问题，要做好巡视工作，及时发现和处理鸟害问题。同时，可向车间设备问题库中列入鸟巢情况，增强监控管理的持续性和动态性。工作人员要总结经验，全面掌握各类鸟的搭窝习性，重点监控那些出现重复搭建鸟巢的区域，且将驱鸟器安装于这些地方，促使飞鸟防治效果得到改善。针对雷击故障，需将防范工作贯穿于电气化铁路接触网设计、施工全过程中。工作人员要对铁路所经地段的雷暴天气出现情况进行全面掌握，对雷区的绝缘子、绝缘爬距等进行适当增加。要在钢柱顶端接入综合接地体系的接地线，以便对接地极与大地间的接触电阻进行高效控制[5]。经过3-5年的连续运行后，工作人员需实地监测接地极的接地电阻，避免超出相关的标准规范。

（四）加强人员素质培训

首先，要定期培训负责接触网检修的工作人员，将业务技能作为培训的重点。为保证培训效果，需将多元化培训形式利用起来，如集中培训、在线学习等，促使接触网检修人员的整体能力得到提高。完成培训之后，需及时开展考核工作，综合运用理论考评、技术检查等诸多形式，保证考核的全面性。通过培训、考核体系的构建，可促使检修人员的综合能力得到持续提高。同时，要将高素质、专业化人才积极吸收进来，充实接触网检修队伍。在开展检修工作之前，需将检修计划、检修方案等科学制定出来，且对相关设备等进行完善配置。完成检修工作后，需进行严格的验收，切实保证检修工作质量。如果有检修失误问题出现，需立即停止检修工作，且将对应的改进措施运用过来。其次，要做好乘务员的培训工作，将铁路运行基本知识传递给乘务人员。如果有故障问题出现，乘务人员需第一时间采取应急处理策略，控制故障所造成的不良影响。故障发生之后，乘务员要对乘客进行妥善安抚，避免有不必要的冲突问题出现。

五、结语

综上所述，接触网在电气化铁路运行中发挥着动力支持的功能，一旦有故障问题出现，将会直接影响到电气化铁路的正常运行。近些年来，受列车运行、环境因素、人为因素的多重作用，电气化铁路接触网故障的发生频率显著增大。针对这种情况，相关人员需严格管控电气化铁路接触网的施工过程，做好日常检修维护工作，及时发现和消除潜在的故障隐患。同时，要切实提升检修人员的综合能力，保证日常检修任务得到深度落实。