電氣化鐵路接觸網故障的處理研究

李長城

（中鐵十九局集團電務工程有限公司，北京 100076）

0 引言

目前我國主要有三種列車牽引方式，即：電力機車牽引、內燃機車牽引以及蒸汽機車牽引。其中，電力機車牽引具有運行速度快、功率大、效率高、經濟環保、能耗低等優點，其應用最為廣泛，在我國鐵路牽引中占據主要地位，是鐵路牽引的主力軍。但是，采用電力機車牽引會出現電氣化鐵路接觸網故障問題，對鐵路運輸造成了很大影響，如何有效處理和防范電氣化鐵路接觸網故障，成為擺在鐵路供電部門面前的重要研究課題。電氣化鐵路接觸網故障的形式多樣、原因復雜，給故障搶修工作造成一定困難，如果搶修故障的方法不正確，會拖延修復時間，甚至導致故障性質改變。電氣化鐵路接觸網為露天設施，隨著機車的不斷移動，線路負荷也會變化，而我國電氣化鐵路運輸業發展迅速，導致觸網設備使用頻率過高，在力和電的雙重作用下，不可避免地會出現一些故障問題。所以，研究和探討電氣化鐵路接觸網故障的處理策略具有重要的現實意義。

1 故障的原因及處理

1.1 機械故障

機械故障主要包括零部件的損壞、變形、脫落和折斷等，如單耳定位環斷裂、中錨線夾出現裂紋、隧道內吊柱支撐下部脫落、吊索線夾螺絲斷裂等。導致機械故障的原因有多種，通過對鐵路運行情況的調研發現，發生機械故障的區段主要是新開通的鐵路。盡管鐵路接觸網是在經過聯調聯試、初驗、復驗、缺陷克服等多個階段實驗之后才投入使用的，但因為接觸網工程任務重、工期緊，在使用中仍有可能發生故障。出現機械故障的原因多數是工作人員未根據施工工藝標準進行施工，零部件緊固力矩過大或沒有根據零部件標準力矩緊固等，導致在運行中出現螺栓脫落、松動或銅質材料斷裂等情況。

處理機械故障的主要措施是強化對鐵路接觸網施工的驗收、介入，尤其是要求工作人員嚴格落實各項施工工藝，要求施工單位及時整治在驗收過程中發現的靜態和動態缺陷。在鐵路正式運營前，接管設備單位要組織人員對鐵路接觸網各部螺母、螺栓、防松墊片、彈墊等進行地毯式檢查、緊固，保證各部參數在安全限定值內，避免設備帶病工作。

1.2 電氣故障

電氣故障的主要類型包括電纜擊穿、線索燒傷等，如正饋線電纜頭絕緣擊穿。鐵路接觸網容易在新開通一段時間后出現電氣故障，主要發生在正式開通運營1 年內，尤其在冬天、夏天出現極端溫度時。出現電氣故障的主要原因包括絕緣配合問題、電纜絕緣強度不夠或接觸線索絕緣距離不夠等，從而導致擊穿。比如，鐵路接觸網導線都有一定馳度，如果空氣濕度較大會大大降低空氣絕緣的強度，列車通過時線索晃動會縮小與拉線底座錨栓的距離，導致空氣絕緣擊穿，出現短路放電跳閘。

電氣故障的處理措施如下：①在檢修時，應結合電氣故障實際情況，根據溫度安裝曲線調整接觸懸掛部位，以最困難條件下的絕緣距離為標準，適度增加絕緣距離，加大空氣間隙，避免出現空氣絕緣擊穿的情況；②嚴格監測接觸網運行情況，實時掌控設備的技術狀態，一旦出現問題及時處理，防止接觸懸掛各部位因溫度變化而過松、過緊，導致絕緣距離過低，進而引起線索燒傷；③在鐵路接觸網電纜使用方面應注意，使用電纜最好選擇熱備用方式、不使用冷備用方式，正式給接觸網送電前應專門檢查電纜接地方式，強化人員培訓、提升工作人員現場查找電纜故障的水平。

1.3 環境問題

鐵路線路空間跨度大，多種外部因素可造成導電物體接觸承力索、導線、供電線等發生故障，如山體塌方、泥石流、地震等均可能造成接觸網線路損壞或改變。在大氣污染嚴重的區域，雨水的酸性較強，容易對接觸網造成一定腐蝕，導致接觸網線路發生損壞，最終導致接觸網斷線故障。

1.4 人為因素

①日常檢修不嚴格，鐵路接觸網鋪設面積非常大，檢修人員面對巨大的工作量，往往會降低檢修質量，導致部分細小設備缺陷無法被及時發現，存在很大的安全隱患，容易造成接觸網斷線事故；②接觸網檢測技術落后，僅可檢測表面磨耗，無法檢測其他故障，這在很大程度上增加了故障風險；③承力索、接觸線等關鍵部件質量不過關、制作工藝或材質不良等，造成鐵路接觸網質量不高，斷線故障時有發生。

2 故障的防范措施

2.1 設備質量管理

應根據我國鐵路總公司制定的《鐵路營業線施工安全管理辦法》規定，嚴格執行有關天窗時間的規定，在確保兌現天窗時間的前提下保證設備質量。在天窗施工過程中，線路大中修、技改工程、接觸網大修、大型機械作業的時間不能少于240 min。在天窗維修時，電氣化單線不能少于90 min，雙線不能少于120 min。

在設計接觸網的拉出值和跨度距離時，應當確保接觸網一直處在受電弓滑板工作的范圍之內，并在這個基礎上留出適當的余地。堅決避免在接觸網中使用不合格材料，要嚴格檢驗接觸網零部件材料的質量，檢驗合格后方可用于接觸網中。

2.2 日常檢修維護

受到溫度、風力、技術人員工作水平、懸掛晃動等方面因素的影響，接觸導線導高測量容易出現數據偏差，對數據準確性造成影響，從而導致接觸網設備正常運行受到影響。因此，應對接觸網定點位進行定期測量，以防止定位器坡度過小或拉出值過大而導致接觸網故障。

施工過程中的遺留問題，大部分在交驗環節就能被發現、被解決，也有一部分問題不容易被發現、或疏于檢查，造成在設備運行使用后才被發現。為避免此類情況出現，營運單位要提前介入施工過程，在施工階段就要強化質量監管，提升工程項目質量，降低運營成本，減少后期隱患。

對冒火現象要重點檢查，防止引發不必要的火災。同時，應嚴格根據檢修標準進行檢修，強化對接觸網設備各部彈墊、螺母、防松墊片、螺栓等的平推檢查。應確保接觸網各項參數一直保持在標準范圍之中，要平推緊固設備中各連接螺栓，再利用總結、抽檢等方式，逐步完成對螺栓松動周期的整理，以方便及時緊固設備各部件，對檢修計劃進行優化。對容易導致承力索導線非正常過流的部位，應加裝電連接，確保電連接線夾設備連接可靠。

2.3 環境整治策略

定期修枝或砍伐容易對鐵路接觸網造成影響的樹木，對管轄范圍內樹木的春夏季生產情況及時記錄。按照天氣預報提示，在出現惡劣天氣時加強對鐵路沿線樹木的巡查，強化防范工作，減少災害天氣影響。冬季及時排除隧道內凍冰，夏季強化防雷，定期檢查設備運行狀況。

對于鳥害問題：①強化對設備運行的監控，在鳥害多發季節增加巡視頻次，尤其是在冬春季節交替鳥害頻發時段，要進行機車添乘巡視，發現問題后要定時、定責、定人銷號處理，把鳥巢列入車間設備問題庫，對其進行不間斷的實時動態管理；②總結分析鳥巢，對鳥兒搭窩習性進行及時、全面掌握，對重復搭建鳥巢的地方建立問題庫，納入重點監控區域，并在這些重復搭建鳥巢的地方安裝驅鳥器，改善防治飛鳥的效果。

為有效避免雷擊故障，在設計電氣化鐵路接觸網的過程中就應全面了解鐵路所經地段每年的平均雷暴日，按照具體情況增加雷區的絕緣子和絕緣爬距。把綜合接地體系的接地線接入鋼柱頂端，以確保接地極與大地間的接觸電阻符合相關規范標準要求，在接地極運行3 至5 年后，應對接地極接地電阻進行實地監測。

2.4 人員素質培訓

應強化對乘務員的業務培訓，不斷提升他們的整體素養，使其全面掌握鐵路運行基本常識，在發生鐵路接觸網故障時，做到及時發現的同時能進行簡單處理。與此同時，在出現危險狀況時要積極安撫乘客，避免出現不必要的沖突。檢修人員在對接觸網設備進行檢修時，切忌通過涂抹大量黃油的方式來逃避扣分。例如，為避免因電連接散股被扣分，就將厚厚的一層黃油涂抹在電聯接表面，導致不易發現設備內部電氣燒傷缺陷，對設備巡視檢查工作造成不利影響。還要嚴把機務段受電弓出庫關口，嚴防受損受電弓上線帶病運行。

3 結語

電氣化鐵路接觸網作為一種供電設備，在使用條件和結構方面都有很大的特殊性，其故障形式也多種多樣。強化對電氣化鐵路接觸網故障的研究，了解和掌握故障發生的真正原因，進而制定出正確合理的解決方案和防范措施非常必要。工作人員應及時有效地排除接觸網故障，確保電氣化鐵路供電安全，促進我國電氣化鐵路行業快速健康發展。