電氣化鐵道接觸網常見事故分析與對策

王永松

摘要：隨著科技的發展，人們的生活水平不斷提高，電氣化設備在人們的日常生活中被廣泛應用，而且電氣化設備在鐵道交通方面也正在大量進行建設，但電氣化鐵道接觸網在日常應用中經常會出現故障。

關鍵詞：鐵道交通；電氣化接觸網；常見事故；對策

電氣化鐵道的接觸網的組成部分，主要包括接觸懸掛部分和支持裝置部分以及支柱與基礎部分，其中接觸懸掛部分是由吊弦、接觸線、承力索以及零部件構成；支持裝置部分是由腕臂、定位裝置、拉桿組成，用于支持和懸吊接觸懸掛，將負載進行傳遞。其中在支柱和基礎部分是由基坑和鋼筋混凝土柱構成，主要用于承受支持裝置和接觸懸掛的全部負載。以上是鐵道接觸網的基本組成部分，也是存在常見故障的基礎部位。

一、接觸網磨損形成的機械故障原因分析

電氣化鐵道接觸網不同于普通的街道供電系統，它是通過機電列車在運行過程中受電弓與電氣網絡滑行接觸，電力經過車載變壓設備轉換成列車所需電壓。在這種滑行接觸過程中，電力機車受到電弓運行傳輸的電力能量，加上機車的震動，就會對接觸線產生一定的顛動抬升力，從而增加列車與電力運輸線之間的摩擦力。（1）接觸網受軌道施工指標的影響分析。電力列車運行過程中，受外界各種惡劣環境的影響較大，列車對接觸線產生的抬升力與列車軌道建設的精度、列車的彈性系數、列車與接觸網的摩擦力等因素密切相關。通過仔細分析電氣化鐵道接觸網的現場施工狀況可以看出，接觸網運行狀態受外界氣候、溫度、電氣性能指標和機械設備質量等因素的影響，并且隨著外部環境呈動態變化趨勢。造成機械設備磨損的原因是多方面的，有來自施工方面的誤差，比如施工時的測量誤差，給機車配盤留下的空間不足。此外，施工人員的技術水平及標準執行不嚴格，缺乏統一的參照尺度，往往根據自己的經驗來判斷接觸網的斷點位置及長度，沒有進行詳細的量化，忽視了電力列車運行中的動態變化帶來的影響。在這種情況下，電力列車在運行過程中受到一定的顛簸，使得接觸網承受強大的電流沖擊力，給電力系統的供應帶來短時間的超負荷運行。（2）接觸網受線路布設質量的影響分析。高速運行的電力機車對接觸線鋪設的精度性要求相對比較嚴格，接觸線鋪設的質量直接影響電力機車的供電保障，同時光滑順暢的接觸線布設也可減少列車與接觸網之間的摩擦力。接觸線的選擇應根據列車的實際運行速度，考慮到電力最大傳播速度、接觸線的彈性系數、抵抗因摩擦產生的高溫等因素。

二、電氣設備燒傷故障原因分析

隨著交通運輸行業的激烈競爭，鐵路系統作為運輸行業的領頭羊，面臨著來自公路和民航系統的巨大壓力，鐵路系統要想獲取更多、更大的利潤率，就必須增加鐵路運行頻次，提高運輸效率。在這種情況下，與鐵路系統相匹配的相關設施也將承受超負荷運轉，久而久之就會造成接觸網系統的老化，造成接觸網局部電流增大，最終形成內燃現象，燒傷相關接觸網設備，給鐵路的運行造成極大的隱患。（1）線路設計缺陷造成接觸網設備燒傷。隨著電機列車的超負荷運轉，原有的線路設計承載能力已逐步不能適應鐵路的運行要求，部分接觸線發生老化甚至表皮掉落現象。電氣化接觸網的布設目的是通過對鐵路沿線的承力索、架線隔離設備、接觸線進行連接，形成主導電路回路，為電力機車的運行提供電力保障。接觸網系統的中間部件脫落或損壞極容易造成線路的短路，進而燒傷接觸網設備。同樣地，因線路連接錯誤造成線路某一局部斷截面阻力增大，燒斷主電回路的一部分，也會影響電力機車的正常的運行。（2）電流的非正常變換造成接觸網設備燒傷。在接觸網線路的設計或鋪設過程中，電氣設備之間的線路連接較多，這部分電路網之間很多直接與鐵路沿線的電氣設備相連，它們對整個供電線路起著至關重要的作用。因人為因素造成線路之間的錯誤連接，造成接觸網結構中不應通過電流的地方通過了部分電流，由于缺乏相應的設計保護線路，這些電流經過相應的接觸設備，燒傷接觸網，破壞設備的正常運轉。（3）維修管理不及時造成接觸網設備燒傷。一個電氣化鐵道設備往往是由很多精密的零部件組成，這些微小的部件是電力機車高速、有效運行的重要保障。這些小部件間接地承受了來自機車和外部惡劣環境的侵蝕，最容易發生設備損傷事故。然而，在對列車進行日常維修方面，由于沒有對其制定相應的監管措施，對機車的正常檢修只停留在外部檢測方面。這就容易導致這些部件在高溫、機車高速運行引起的震動等外部壓力外，產生阻熱效應，導致線路分流燒傷部件。

三、電氣化鐵道接觸網發生故障的防治措施

接觸網為電力機車的正常運行提供了保障，是整個供電系統建設的核心部分；接觸網除受外界氣候、溫度的影響外，還受機車運行所產生的劇烈震動影響，接觸網的運行狀況時刻處于復雜的動態變化中。針對接觸網存在的這些實際問題，應該采取以下幾方面的對策和方法：（1）改造接觸網的連接方式，降低工程損耗。接觸網的設計、施工、建設和運行應從長遠發展的角度充分考慮，科學選取接觸網的使用材料，合理布設接觸網轉折點、斷線點，可在試驗驗證的基礎上進行考察論證。在機車運行過程中，電聯線剪切作用力增大，加上外部溫差變化，極容易發生電聯線折斷現象。因此，在電聯線施工過程中，應注重對機車運行時造成電聯線動態變化因素的考慮，施工時預留一定的裕度。（2）完善接觸網的保護方式，減少電流過熱。通過在接觸網容易發生故障的區域設置相應的觸區范圍，以防止電力機車運行時接觸線打折，產生電流過熱效應。接觸網的接觸點數目直接影響著機車受電弓的電力傳輸效果，在接觸點位置布設接觸線線夾等零部件時，在機車高速運行狀態下，極易造成受電弓與接觸線之間的激烈碰撞，嚴重時可造成線路短路。具體可在一定的距離之內不設置接觸線線夾等零件，以實現電力機車受電弓從兩個接觸線之間的平滑過渡。（3）改進機車設備，減小機械摩擦。除了加強鐵道施工工藝外，對機車設備進行改進、降低摩擦阻力也是降低接觸網發生故障的有效途徑。大量實驗數據表明，改變電力機車的受電模式可有效降低機械摩擦阻力，從而減少因摩擦產生的熱量值，降低不必要的損耗。（4）完善檢修制度，加強設備檢修。加強對鐵道沿線的主電回路隱患的現場排查，完善排查、檢修制度，及時發現機車線路中存在的線路連接問題、零部件的運行狀況等信息，并及時進行上報檢修。接觸網設備受外部干擾較大，應注重對惡劣天氣下的排查頻率，以期發現因雨雪冷凍或炎熱天氣對接觸線產生熱脹冷縮現象，重點加強對各個接觸點、轉折點的線路排查。運用現代科技手段，購置相關精密檢測設備，重點加強對人工不易察覺的零部件損傷狀況進行檢測，提高檢測工作的可靠性程度。此外，定期對接觸網設備的關鍵部位拆卸檢查，測定相關的參數，并對相關檢測數據進行對比分析，以便根據實際情況采取相應的針對性措施。

電氣化鐵道接觸網作為一種低能耗、低成本、高效率的運行方式給鐵路運輸行業帶來了質的飛躍，推動了我國鐵路系統的建設步伐。本文通過對接觸網磨損形成的機械故障以及電氣設備燒傷故障的原因進行分析，分別從改造接觸網的連接方式、降低工程損耗，完善接觸網的保護方式、減少電流過熱，改進機車設備、減小機械摩擦，完善檢修制度、加強設備檢修等方面探討了防治電氣化鐵道接觸網發生故障的根本途徑和方法。