地铁接触网的常见故障及应对策略

谢健慧

（上海地铁维护保障有限公司供电分公司，上海，200031）

0 引言

地铁是城市公共交通中的主要构成部分，地铁轨道交通相对安全、运行平稳、便利性较高，成为人们出行的首选公共交通工具。地铁接触网出现故障导致地铁运行受到制约，将会对轨道交通的运行安全产生不利影响。

1 地铁接触网系统的结构特点

地铁接触网的运行环境相对而言比较复杂，对于设备的可靠性要求比较严格，研究接触网的结构以及特征，可以为技术人员辨别接触网存在的故障提供判断依据。从狭义角度分析，接触网即是架空接触网，从广义角度分析，接触网还涵盖了接触轨。

柔性接触网主要是由接触悬挂装置、支持装置、定位装置、支柱等共同构成的，根据柔性接触网的结构形式，可将其划分为有承力索的链形悬挂接触网和无承力索的简单悬挂接触网。链型悬挂又可以被划分成简单的链型悬挂接触网以及弹性链型悬挂接触网，有全补偿接触网、半补偿接触网和无补偿接触网三种类型，地铁通常会使用全补偿型简单链型悬挂接触网。

刚性接触网主要可以被分为“T”型接触网和“H”型接触网两种类型，现如今“H”型刚性悬挂接触网应用的比较广泛。刚性接触网主要是使用汇流排替代了柔性接触网使用的承力索以及吊弦装置，运用自身的弹性夹持住接触线。刚性接触网具备结构比较紧凑、占用净空间较小、维护起来相对方便等特征。

2 地铁接触网系统常见故障分析

地铁接触网系统常见故障包括柔性接触网的常见故障和刚性接触网的常见故障，柔性接触网的常见故障又包括接触悬挂失效、定位装置失效、支持装置和支柱失效，刚性接触网的常见故障涵盖了接触线脱槽和异常磨耗、绝缘子出现故障、T型头螺栓和中间接头连接螺栓出现滑牙故障。

表1 接触网系统常见故障分析

2.1 地铁柔性接触网的常见故障

2.1.1 接触悬挂失效

接触悬挂失效主要体现在承力索、接触线、吊弦出现被烧断和被拉断，造成线索被烧断的原因主要包括电连接的状态不佳、接触网出现了金属性短路、地铁隧道内存在渗水问题造成短路等，致使线索被拉断的主要原因涵盖了线索相互摩擦、补偿装置出现卡滞问题、线索在散股后出现受力不均匀的问题、固定线夹出现松脱问题等。在地铁运行过程中，出现线索断股问题、异常磨耗现象、隧道n型吊弦造成断裂等问题也是比较常见的，导致这些问题的原因是地铁接触网已经临近使用期限。

2.1.2 定位装置失效

地铁接触网的定位装置失效主要体现在定位管出现脱落问题、定位线夹出现开裂状况、定位环发生渐裂、定位器出现脱落等方面。导致定位装置出现故障的直接原因是螺栓已经松动、定位装置被电气烧伤、定位状态不佳等。在地铁正常运行过程中，定位管钩头出现变形、定位管发生偏移等问题也会造成地铁接触网的定位装置失效。

2.1.3 支持装置失效

支持装置失效表现为接触网绝缘子出现断裂或被击穿的现象，导致接触网绝缘子出现断裂的原因是绝缘子本身的质量问题及绝缘子老化，出现绝缘子被击穿的现象是因为绝缘子本身材质和天气因素的影响，例如：雷雨天气或雾霾比较严重时，容易导致绝缘子出现被击穿或污闪现象的出现。除此之外，地铁接触网支持装置失效的常见故障还有绝缘子出现闪络现象、腕臂存在偏移问题。

2.1.4 支柱的失效

地铁接触网出现支柱失效的直接表现形式是接触网支柱出现断裂或者支柱出现倾斜，通常是因为自然灾害因素或是异物入侵导致的。除了上述故障以外，地铁接触网也会因为转换柱各个支线索在受力上不均匀导致支柱出现轻微扭转问题。

2.2 刚性接触网常见故障

2.2.1 接触线脱槽和异常磨耗

导致接触线出现脱槽问题的主要原因，是因为在接触网安装的过程中接触线存在硬弯现象，致使汇流排的卡槽内部具有一些异物，还可能是因为地铁在运营管理的过程中，隧道相对比较潮湿，造成汇流排的卡槽内部出现水垢，汇流排因受到热胀冷缩影响以及接受了来自于受电弓的纵向冲击力造成脱槽。致使接触线出现异常磨耗的主要原因，包括了因施工建设不合理出现硬点、受电弓滑板的工作界面出现不规则问题等，如果情况严重，还可能在接触线上出现一些麻点或者硬点等。

2.2.2 绝缘子出现故障

刚性接触网的绝缘子出现故障，在正常运行的过程中，会承受汇流排、接触线等产生的垂向载荷力和弓网产生的冲击性振动，在长期进行冲击振动的情况下，绝缘子通常会因为连接螺栓出现松动导致脱落。绝缘子出现脱落问题的主要原因是绝缘子和定位线夹出现脱落现象、绝缘子和定位槽钢出现脱落故障。与此同时，在相对比较潮湿的污染环境和直流电压下的接触网绝缘子，容易出现因电流泄漏造成电解腐蚀问题，会造成绝缘子的金属杆存在膨胀问题，以至于瓷件出现胀裂、损坏等不良现象。

2.2.3 T型头螺栓和中间接头连接螺栓出现滑牙故障

T型头螺栓主要是被运用在连接刚性悬挂和底座槽钢装置，在长期的振动影响下容易出现偏转，如果相关技术人员并未及时修正已经具有偏转的角度，将会造成螺栓出现脱落问题。T型头螺栓的偏转方向距离底座槽钢的缝隙越近，越容易造成T型头螺栓出现脱落现象。中间接头是存在于汇流排、汇流排终端、刚柔过渡元件之间进行机械和电气连接的元件。在长期处于振动的作用之下，中间接头的连接螺栓比较容易发生滑牙问题，将会造成螺栓容易出现松动、脱落问题，最终在汇流排等装置的对接终端容易产生硬点。

图1 刚性接触网定位图

图2 刚性接触网截面示意图

3 地铁接触网常见故障应对策略

3.1 地铁柔性接触网故障应对策略

对于接触悬挂失效问题而言，接触线、承力索和吊弦装置出现失效问题，均属于接触网显性故障，会直接影响接触线的导高值以及拉出值。接触线是易磨耗元件，在接触网全使用期限之内，相关技术人员需要对其定期开展使用状态的监测工作，并可依照线索的残值定期进行装置的检修和及时更换，技术人员可以仅对地铁接触网中的磨耗超限装置进行及时替换。尽管承力索具有的表现力相对较好，但是检测人员也需定期对其进行状态监测，并结合线索的断股状况定期进行线索修补或者及时更换。对于吊弦而言，技术人员主要需要进行吊弦的预防性检修，定期进行状态检测，从而确定吊弦结构高度的正常区间。

为了解决定位装置出现的失效故障，检修人员应该对定位管以及定位器等钢管结构使用定期状态检测的形式，及时对设备出现的异常状况进行检测，从而确保定位装置的导高拉出值等有关参数处于正常范围内。检修人员还需要定期进行连接部件的更换，并将其应用在地铁的日常维护管理中，在一定程度上可以降低地铁接触网出现故障的概率。

对于支持装置而言，绝缘子具备的性能主要取决于绝缘子中绝缘材料的各种特性，地铁检修人员可以使用故障预防性维修和运行状态监测等方式进行检修。复合绝缘子的实际使用年限与绝缘子设计人员设计的预期使用寿命有关，技术人员需要在绝缘子临近预期使用寿命时，即进行绝缘子的提前更换。对于瓷绝缘子来说，技术人员在进行绝缘子定期更换以外，还需要进行定期的状态检查工作和清洁工作。

为了解决地铁支柱出现的失效问题，技术人员需要将可靠性作为维修的基本原则。因为支柱出现的故障归属于接触网显性故障，发生故障的概率相对较低，出现故障的后果一般比较严重，因此相关技术人员应该定期进行故障预防性维修，或是对柔性接触网的支柱使用运行状态维修的方式。如果导致出现故障的主要原因是施工设计过程出现不合理的问题，且故障影响比较严重，施工企业可能需要重新进行地铁工程施工设计。

3.2 地铁刚性接触网故障应对策略

为了解决刚性接触网出现的脱槽和异常磨耗问题，设计人员需要在设计阶段即进行充分考虑，防止接触网的特殊点出现重叠、避免刚性接触网减振床道与曲线线路设计在一起。与此同时，设计人员需要尽可能削弱曲线线路的复杂设计，可将绝缘锚段的关节设计在地铁轨道列车的惰性减速区域，在进行地铁施工的过程中，施工企业需要提升对工程整体施工质量的监管力度。

为了处理好绝缘子产生的故障问题，技术人员应该全面考虑接触网汇流排以及定位线夹之间的平衡过渡装置，提升对其的巡查频率，定期检测汇流排的运行状态。特别是对处于关节处以及隧道内刚柔接触网过渡段的绝缘子，技术人员应该及时对倾斜角度较大的绝缘子开展紧固调整操作。

在处理T型头螺栓的旋转故障，常见的处理对策即是缩减螺栓检修周期从而确定螺栓处于紧密状态。中间接头连接的螺栓出现滑牙型故障，最佳的处理方式即是及时的更换中间接头。技术人员可以选用一些硬度较大，耐磨性能较好、性价比较高的中间接头，或是改良螺栓连接技术，分散中间接头螺栓的受力情况，避免螺栓受到损坏。

3.3 地铁运行期间的检查方案设定

在地铁正式投入运行之后，应该有针对性的设计一些接触网的专业检查方案，从而保证地铁在正常运行过程中，出现的故障问题均可以获得及时、有效的解决。在地铁正常运行的过程中出现故障时，检修人员需要先对列车的零部件进行较为全面的检修，对于存在故障导致脱落的零部件，及时的进行更换。

在地铁接触网进行设备优化调整的过程中，技术人员需要严格依照行业的相关标准，确定设备是否因为温度变动出现卡滞问题、过紧现象、过松现象。为了解决地铁接触网出现的变形问题，技术人员需要对地铁列车空间的内部构造进行全方位分析，了解接触网相关参数出现变化的原因，并结合实际情况设计一个有针对性的设备检查方案。

4 结论

地铁接触网在地铁运行中的常见故障和应对对策可知，接触网保持良好的状态对保证地铁线路运营安全具有非常重要的作用。综上所述，在地铁接触网的实际运行管理过程中，应该使用一些状态检测装置，强化地铁接触网的故障预防检修和运行状态维修，使用这些方式可以在一定程度上提升接触网具有的安全性，有助于提升地铁的运营安全。