電氣化鐵路接觸網檢測方式探討

張存俊

摘要：本文主要介紹了目前電氣化鐵路接觸網的檢測方式，針對接觸網電氣灼傷產生的原因，提出了改進目前接觸網的檢測手段。

關鍵詞：接觸網；紅外線檢測；超聲波檢測

引言

接觸網是電氣化鐵路重要的組成部分，由于接觸網常年遭受風、霜、雨、雪的侵蝕和高速運行受電弓的沖擊和震動，其機械和電氣性能及狀態都在動態變化之中。因此如何對接觸網的電氣或機械設備進行有效的檢測，就成為當前電氣化的重要問題。在電氣化鐵路接觸網設備的各類故障中，電氣燒傷故障因其事前難以發現而且危害性大，已越來越引起供電運營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網設備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機械故障和電氣燒傷成了接觸網故障的主體。由于接觸網長期運行，牽引功率不斷增加的情況下，設備的電氣燒傷現象已越來越突出。因此，在預防和防止接觸網設備發生電氣燒傷故障已成為供電運營單位為確保供電安全的一個重要任務。

一、電氣化鐵路接觸網的概況

接觸網在電氣化鐵路的牽引供電設備中是最主要的組成部分，沿著鐵路線的軌道架設于上空特定的位置，屬于一條特殊的輸電線路。它由支持裝置、接觸懸掛、支柱與基礎和定位裝置等構成。其任務是給下方快速運行的電力機車的受電弓向沿線運行過程中的電力機車傳輸電能。接觸網和普通電力線路傳輸電能不同，大量電力機車的快速滑移的受電弓從接觸網上取流.由于內部因素（電弧的產生）及外部因素（天氣變化和大氣污染）的影響，使接觸網比普通的電力線路更容易發生故障。接觸網與電力機車在時間和空間上的緊密關系，所以接觸網一旦出現故障狀況，就會使與之對應供電臂停電，導致在期間運行過程中的電力機車因為失去動力而停運。因此，接觸網的狀態對于鐵路運輸的能力有著極其重大的影響。

二、電氣化鐵路接觸網故障分析

接觸線材料的選擇。高速鐵路接觸所用的導線材質和品種是很多的，從經常使用的材料來看主要有四種：銅合金接觸導線、純銅接觸導線、鋁合金接觸導線。接觸線是接觸網直接與列車受電弓進行接觸和傳遞電力電能的材料，它對電力機車受電弓系統的受流狀態和性能的優劣產生巨大的影響，起著重要的作用，接觸材料的選擇直接影響接觸網接觸線的抗拉力性能、抗疲勞性能等。在電氣化鐵路運行中，由于受電弓的取流比較大，所以當受電弓和接觸線脫離了接觸后發生離線現象，會加大滑板與導線的電能磨耗。在受電弓的影響作用之下，接觸網為較小阻力的彈性系統，處于良好的受流狀態下時，受電弓運行的軌跡影響著接觸線的彈性。

（一）電氣聯結方面的故障

電氣聯結故障主要是因為運輸過程中出現超負荷的現象，這里兩種方法能夠解決當前情況。首先是加大電氣化鐵路接觸的負載量，讓接觸網的負載量能夠滿足當前的運輸需要。另外一點就是增設電氣鐵路，可以分擔運輸任務和壓力，這樣就能在很大程度上降低電氣聯結方面的故障。

（二） 絕緣方面的故障

接觸網是一種特殊的高壓電設備，所以絕緣是其中最基本也是最重要的技術指標，接觸網懸掛的高度跟列車很近，很容易被環境污染，在外界的影響下，絕緣部件的性能是考驗接觸網是否正常供電的關鍵因素。在絕緣方面，無論是絕緣的材質還是絕緣體跟空氣之間的間隙都會引起絕緣故障，一般表現為接觸網帶電部分會對接地體放電，絕緣體部件被擊穿，形成接觸網短路接地。絕緣方面出現故障主要是因為清掃的數量大，周圍的環境污染過于嚴重，讓絕緣子表面覆蓋了很多的導電物體而導致被擊穿，也可能是因為清掃工作做到位，但是周圍存在化工污染，這樣的環境也容易讓絕緣子閃絡，另外在電氣列車經過的過程中，接觸網與電氣列車長期處于摩擦的狀態，絕緣子的表面會產生一層碳粉，碳粉會讓絕緣子成為導體，從而產生擊穿故障。在鐵路旁邊會有建筑物或者自然植物，而這些外界物體都會因為自然災害而改變存在的狀態，所以當接觸網跟外界物體的距離變得更近的時候，接觸網就會被動的發生漏電故障，同時鳥巢也是引起絕緣故障的原因之一。

三、將接觸網的“周期修”改為“狀態修”

當前，我國的電氣化鐵路接觸網是根據其運行檢修的規程中規定的內容、周期和項目來進行測量、維修和檢查的。“周期修”的方式具有一定程度的盲目性，其規定無論電氣化鐵路的接觸網有無故障，只要是檢修周期制定的時間到來，處于良好狀態下的接觸網也要維修，而不到檢修周期制定的時間里，處于不良狀態下的接觸網往往無法得到及時的修理。相關單位應對接觸網的技術狀態采取針對性的“狀態修”方式，對有故障的區域進行維護與檢修，充分的利用規定檢修的時間。大力提高設備的檢修質量，保障供電設備的安全性和可靠性。如，由西南交大和寶雞、成都等鐵路局聯合研制出接觸網的檢測車，可附于列車上，也可單獨行駛.檢測車上的檢測裝備可以在列車快速運行的過程中，自動檢測接觸網技術狀態和各個參數，并通過錄像的系統和缺陷數據的處理系統，把檢測過程中所有數據實時的記錄下來。這些數據是接觸網的維修中最為可靠的依據。

四、對弓網故障的應對措施

加強對接觸網的參數監測工作，嚴格的按照正常運行的指標，定期對接觸網的參數進行監測，掌握設備的整體狀態，一旦發現問題，及時修正和更換。還要加強接觸網中各個部位的螺栓，防松墊片以及螺母等的檢查，在設備剛開始投入使用的時候就要對各個部位的螺栓和螺母進行加固，在運行過程中也要定期檢查是否有松動的情況。另外在條件允許的情況下，要多使用防松墊片。在設備的安裝過程中要主動的考慮到當地的氣候條件和溫度條件，還要做好預防自然災害的保護準備。值得一提的是有些不能適應列車運行條件的接觸網部件和處所需要改造，比如說高速動車組運行的分段，分相和抬高受限處所，容易脫落的部件就需要及時更換。

（一）紅外線測溫

在檢測牽引供電中遇到的問題紅外線測溫技術針對電氣連接部位過熱的檢測能起到一定的作用。但檢測接觸網電氣連接部位的時候，需點對點進行檢測，這樣非常消耗時間，而且有時根據天氣溫度的變化檢測結果容易出現誤差。紅外線測溫儀只有當設備發生故障發熱時才能檢測出來，對一些部位松動早期也就是溫度發生前是無法檢測的，所以還要配合其他高科技檢測產品來完成，比如超聲波檢測儀就可以在連接部位發生松動的初期但這時候還沒有溫度產生，就能檢測到因松動發出來的超聲波。

（二）超聲波檢測

超聲波是聲波大家族中的一員，聲波是物體機械振動狀態（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動，譬如，鼓面經敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動頻率大于40567以上的，其每秒的振動次數（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（4000067），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。好的檢測手段和設備能起到故障早期預防和發生，針對牽引供電故障分析，可以采取以下措施來提高其供電可靠度。采用超聲波檢測儀器，提高設備的運行可靠性，認真做好日常運行維護工作，提高設備健康水平，運行人員加強巡視維護質量?？梢约皶r發現或消除設備隱患，提高供電可靠性，全方位配合開展設備狀態檢修。紅外線測溫儀只能在設備故障過熱的情況下探測到，而超聲波在介質中產生的信號的強弱就可以反映出絕緣是否損壞和松動，起到了提前預防、提前發現，將設備缺陷消滅在萌芽狀態。有計劃地對接觸網上的各個連接部位及線夾進行有效的實時監控，利用超聲波檢測儀及時發現線夾松動和絕緣損壞的早期放電現象，起到預防設備故障的發生。

結束語

電氣化鐵道中，接觸網線路是在力與電的雙重作用下工作的，機械故障和電氣燒傷故障構成了接觸網故障的主體。由于各種原因，接觸網容易出現吊弦、電聯結、接觸線、承力索等電氣燒傷。因燒傷后不易發現燒傷部位長期通電運行，最終導致燒傷部分超限，從而引起接觸網斷線等事故發生。因此，建立檢查與檢修相互制約機制，落實狀態修中的檢查要求，通過檢查發現設備缺陷，及時檢修處理，在檢查中配合使用超聲波檢測儀對錨段關節、電連接器等有關部位，利用超聲波高頻短波的特性，監測電氣聯接的性能和狀態，以便及時發現問題，將設備故障消滅在萌芽狀態。

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