地鐵接觸網常見故障的探討

陳旭日

摘 要：地鐵接觸網是電力牽引的重要組成部分，它擔負著不間斷地向沿線運行中的電力機車輸送電能的重要任務。接觸網無備用，運行要求苛刻，容易發生故障，直接影響牽引供電系統的正常運行，嚴重時還會中斷列車行車。地鐵接觸網分為柔性接觸網和剛性接觸網兩種，在使用過程中 會產生不同的故障問題，而針對問題的不同必須采用不同的對策方式進行規避。

關鍵詞：地鐵；柔性接觸網；剛性接觸網

地鐵供電系統就是為地鐵的運行，提供實時電力的供電系統，對于地鐵運作有著極其重大的作用。地鐵一般采用直流牽引供電，直流牽引供電又可以分為有接觸軌和架空接觸網兩種最基本方式。架空接觸網也可以分為剛性懸掛和柔性懸掛兩種，其優點為：電壓較高；適應于大運量系統供電；車輛可隨時脫離電源；安全性較好等。但接觸網對凈空要求較高，工程量及花費較大，容易出現故障需要經常調整、維修。本文分將分別對剛性和柔性接觸網常見的故障進行分析。

一、剛性接觸網常見故障分析及處理措施

剛性接觸網以其結構簡單，便于維護，運營可靠性高等良好性能被全國各大城市廣泛使用，但隨著運營時間的延長，剛性接觸網的問題也逐漸顯現出來，例如常見的故障問題有部件松動或脫落；接觸線磨耗嚴重等。此類問題會給地鐵列車正常運行造成影響，使地鐵運行具有一定的安全隱患。

（一）絕緣子異常破損或螺栓松動

剛性懸掛各零配件間都是通過螺栓連接的，施工時若未使用力矩扳手或使用不合格的力矩扳手緊固，緊固力未達到設計要求，剛性懸掛本身的剛性缺少緩沖，長期運行過程中在受電弓水平、垂直加速矢量力作用下的振動疲勞，導致部件變形、螺栓松動甚至脫落。再有施工絕緣子表面污染嚴重、運營維護周期太長絕緣子表面臟污或絕緣子的絕緣強度或材質不能適應周圍環境導致定位絕緣子閃烙放電乃至擊穿。

首先要研究如何緩解和釋放剛性接觸懸掛的振動能量，以保證懸掛結構部件的穩定性，如何減少零部件的數量，減少連接點，以減少故障發生的薄弱環節，或對T 頭螺栓和連接部件進行技術改造，使其在保證原有功能的基礎上不會發生偏轉和松動。其次要加強清掃工作，對環境惡劣區段采用抗污性能強的硅橡膠絕緣子。對特殊區段絕緣體重點清掃。加強對上跨建筑物上的清理工作，以防不測。

（二）接觸線異常磨耗嚴重

剛性接觸懸掛部分區段和部位磨耗為最嚴重的部位，最嚴重的區段在運營三年后受電弓已經能夠接觸到匯流排。一種是絕緣錨段關節的磨耗，當牽引所的絕緣錨段關節處于列車加速區段時，磨耗更為明顯；一種是特殊線路區段磨耗，曲線段較直線段磨耗大，減振道床比整體道床磨耗情況嚴重，坡道較直線平道磨耗大，另一種是匯流排中間接頭處磨耗嚴重。

規避以上磨損的措施必須從接觸網的源頭進行防范，即在接觸網設計時必須將絕緣錨段關節設在列車惰行減速區，在減震道床區段盡量減少線路曲線設計。要降低匯流排中間接頭處的磨耗，除在檢修時加強對螺栓的禁固外可研究改良中間接頭和緊固元件工藝，使其性能更加穩定。剛柔過渡處的連接電纜不應產生過大應力，電纜剝離電纜皮可多點或者采用可替代的軟銅線代替；盡量設置關節式剛柔過渡；增加剛柔過渡的長度；中間接頭處增加冗余措施，如使用弓形腕臂進行加裝定位。

二、柔性接觸網常見故障分析及處理措施

（一）電氣聯結方面

電氣控制系統是地鐵重要組成部分， 它對地鐵是否安全運行起著決定性的作用。電氣聯結線夾發熱、線索從電氣接續部分斷股或斷開、設備線夾、接頭線夾、鋼軌連接處燒傷、軟橫跨環流造成承力索懸吊滑輪處或定位器根部定位鉤處燒傷等是其最為常見的故障。

此類故障產生的原因一般為以下幾個方面：

1、在驗收和運營維護過程中對電氣接續部分檢查、驗收不到位，導致電聯結線夾螺栓發生松動，電阻增加引發發熱、燒傷、熔斷問題的發生。

2、對不同懸掛間非穩定性接觸的部分進行調整不到位，對無法調整的部分沒有及時加裝絕緣防護裝置，在動態情況下不能保持可靠的安全距離。導致線索間放電、燒傷。

3、股道電聯結設置位置或數量不合理，使股道間接觸懸掛在機車取流的情況下產生較大的壓差，接觸懸掛在軟橫跨上產生環流，從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環節產生拉放電燒傷部件現象。

（二）空間結構尺寸方面

由于施工或設計原因，接觸網個別部位在結構上不合理，接觸懸掛的熱脹冷縮的特性導致溫度發生變化時使線索馳度相應發生變化。惡劣的自然環境也也導致接觸網支柱及接觸懸掛參數的變化，由于由于柔性接觸網露天設置，如在大雨雪、大風天氣時會造成接觸網參數發生波動。

針對空間結構尺寸方面的故障，首先要做好接觸網檢測工作，嚴格按照測量、巡視周期對接觸網進行監測，掌握部件、設備技術狀態，由此獲得接觸網的幾何參數和弓網相互作用的動態參數，發現問題及時處理。其次是嚴把工程驗收關口，嚴格執行驗收流程，對接觸網各部分參數、各個部位螺栓安裝的力矩及狀態、螺母、墊片等均要求嚴格把關，防止不良品投入運行。提高設備的抗溫變性，保證設備不因高低溫度變化導致接觸網參數發生變化，另外為抗拒不可預測的自然災害，需要給提前設置防護措施，例如修建支柱護坡等。

（三）絕緣方面故障

絕緣故障產生的原因主要體現在幾個方面：絕緣子潔凈度差，清掃不及時，表面覆蓋了導電介質、絕緣子的材質、強度差，不能適應使用環境、容易發生電擊故障、接觸網帶電部分抗溫變能力差，安全距離容易發生變化，導致放電跳閘故障等，以上因素的防范必須從根本上進行規避，日常加強絕緣子的保潔清掃維護、材料采用抗污能力強、抗擊鳥糞等化學成分腐蝕的高強材料，對接觸網線索的調整要考慮其溫度變化的影響，保證在溫度變化時帶電部分距接地體保持足夠的安全距離。

三、結束語

剛性、柔性接觸網是地鐵供電系統中重要的組成部分，其質量與性能直接關系著列車運行質量與安全。在接觸網運營維護過程是否能夠真正解決問題，還需要積極開展相關技術改造研究和實驗，對提出的解決方案加以驗證，不斷地總結經驗，在實踐中解決已經出現的問題，并對可能出現的問題進行及時防范。