城市軌道交通供電系統中接觸網技術性能和常見故障分析

陳朋飛

摘 要 隨著我國經濟的高速發展，城市軌道交通系統也承受著越來越大的壓力，城市軌道交通運行正常是城市發展的重要保障，在城市軌道交通系統中，供電系統是尤為重要的一個環節，也是城市軌道交通正常運行的保障之一。在城市軌道交通供電系統中，接觸網是必不可少的組成部分，然而就目前來看，在城市軌道交通的運行過程中，接觸網經常會出現故障，會給城市軌道交通帶來極大的不便。為了解決這一問題，業內相關人士做出了很多研究，本文就城市軌道交通供電系統中接觸網技術性能和常見故障做出分析，希望給城市軌道交通帶來積極作用。

關鍵詞 城市軌道交通;供電系統;接觸網技術;故障分析

引言

近些年我國經濟飛速發展，科技水平也日益提升，伴隨著經濟的發展，城市軌道交通也逐漸變得重要。但是實際運行過程中，常常會因為城市軌道交通供電系統中的接觸網出現故障而給城市軌道交通帶來麻煩，城市軌道交通中的接觸網故障主要可分為剛性接觸網故障和柔性接觸網故障，剛性接觸網故障主要是由螺栓松動、磨損和電化學腐蝕造成的;柔性接觸網故障主要是由分段絕緣器、過渡方式和尺寸空間等造成的。本文通過對故障類型的分析研究之后提出解決方案以及措施，以減少故障次數，保證城市軌道交通安全運行。

1柔性接觸網和剛性接觸網對比

現階段的城市軌道交通供電系統有很多接觸方式，包括接觸網、接觸軌以及跨座式獨軌接觸等，而實際上應用最多的就是接觸網技術。接觸網技術又分為剛性接觸網和柔性接觸網兩種，柔性接觸網通常是選用棘輪方式下錨、彈簧補償裝置和滑輪下錨等方式。柔性接觸網技術中，接觸網結構復雜，使用的部件多，對采用的接觸線材料要求較高，并且在出現故障之后的維修工作比較困難，費用也相對較高，但是柔性接觸網前期投資較少，并且相較于剛性接觸網來說，柔性接觸網的跨距長，并且具有動態均勻性和受流良好的優點。剛性接觸網不需要下錨，并且剛性接觸網的結構相較于柔性接觸網來說也比較簡單，所需的零部件比較少，安裝所需的空間也比較小，建設所用的土建費用較低，出現故障時維修所需費用較低，維修量小[1]。

2剛性接觸網常見故障和維護措施

2.1 螺栓松動

剛性接觸網的懸掛點是使用化學錨栓的方式進行錨固的，錨固之后使用螺栓進行進一步的加固。在城市軌道列車的運行過程中，會產生沖擊和波動，接觸網所受的壓力也會隨著列車帶來的沖擊和波動而變化。城市軌道交通是長時間運行的，長期運行帶來的沖擊和波動會使懸掛點的螺栓出現松動的現象，螺栓松動會影響弓網，使弓網不能正常運行。為了解決這一問題，可以通過機械防松方法和摩擦防松方法防止螺栓松動。機械防松方式主要是通過使用開口銷和止退墊圈以及止動墊圈等方式進行防松處理;摩擦防松主要是采用雙螺母和彈性墊圈等方式進行防松處理。此外，為了防止故障出現，應該經常進行檢修和維護，對存在隱患的部位進行及時更換和維修處理。

2.2 接觸網和受電弓的磨損

城市軌道列車在運行的過程中產生的沖擊和波動同樣會對電弓網產生影響，長期的沖擊和波動會使電弓網出現磨損的情況，長期的磨損可能會造成剛性接觸網錨段關節處不平整、拉出值布置不均勻等問題。為了解決這一問題，應該在在設計的初期就計算拉出值分布，然后進行仿真優化弓網關系，對施工的質量進行嚴格把控，盡可能減少可能存在的硬點，改善弓網的流動質量，進而降低弓網的磨損[2]。

2.3 電化學腐蝕

城市軌道交通通常是在隧道內，隧道內的環境比較復雜，很多地方會存在潮濕甚至滲水的現象，隧道上部如果發生滲水的現象，會導致滲水進入接觸網中，進而匯流到接觸線，然后導致接觸線腐蝕，而在城市列車的運行過程中，接觸線是通電的，所以會導致電化學腐蝕進而導致定位線夾緊不足，發生接觸線松動或托槽的現象。為了解決這個問題，可以采用物理隔離的辦法，在接觸網的上方安裝上一層保護罩，通過物理隔離的方法使滲水和接觸線避免接觸，除了物理隔離的方法，還可采用化學方法，可以在接觸線材料選擇時選擇抗腐蝕性較強的材料，或者在接觸線表面鍍錫，以此降低接觸線產生的電化學腐蝕現象。

3柔性接觸網常見故障和維護措施

3.1 空間尺寸

柔性接觸網的結構較為復雜，所需部件多，所以需要的空間也大，安裝時需要考慮施工條件對接觸網安裝空間的影響。在柔性接觸網安裝時，應該在結合具體環境的基礎上進行仿真優化，通過對結構的優化處理，避免接觸網出現擠弓和變形等故障問題。針對這種情況可以采用在螺栓處進行防松加固，采用止動墊圈、雙螺母或彈性墊圈對螺栓進行緊固，降低螺栓脫落風險[3]。

3.2 過渡方式

剛性接觸網和柔性接觸網的連接處結構復雜，并且容易出現剛柔彈性漸變的現象，這種現象很容易使連接處出現故障。為了防止連接處故障的出現，可以采用貫通式的方法，貫通式的方法使連接處的震動變得更加平穩，貫通式的方法應用比較普遍，并且結構簡單，安裝方便，能夠有效地保證交通的安全。

3.3 分段絕緣器

柔性接觸網中分段絕緣器容易出現腐蝕以及狀態不良的情況，并且由于分段絕緣器本身重量較大，所以容易造成磨損現象。同時，分段絕緣器工作環境是露天的，所以會造成材質老化和腐蝕的狀況，針對分段絕緣器的這一問題，應在采購之初就加強驗收管理，保障設備的質量和完整性，在安裝過程中，也要仔細檢查，盡可能消除可能存在的硬點，保證鏈接部位的平順性，同時后期的使用過程中也要做好定期的檢修和維護，清理污染物，盡可能消除分段絕緣器可能存在的安全隱患[4]。

4結束語

本文主要對比分析了剛性和柔性的接觸網技術性能，闡述了剛性接觸網和柔性接觸網的優缺點。針對不同的接觸網類型進行分析，并且提出了優化措施，希望能夠更好的保障城市軌道交通列車平穩運行。

參考文獻

[1] 杜芳.地鐵機車建模及直流牽引供電系統故障分析[D].北京：北京交通大學，2010.

[2] 張莉明.城市軌道交通直流供電系統故障定位的研究[D].上海：上海交通大學，2012.

[3] 牛景露.城市軌道交通供電系統中接觸網技術性能和常見故障分析[J].科技創新與應用，2019（7）：143-144.

[4] 柴段鯤.城市軌道交通直流供電系統故障建模與保護仿真系統開發[D].北京：北京交通大學，2017.