電氣化鐵路接觸網故障原因及其防護措施分析

王海明

摘要：相較于傳統電路電氣化鐵路具有多個優勢，經濟性較佳，資源利用率較高，接觸網作為電氣化工程鐵路核心構成，其運行安全性及可靠性，關乎列車營運安全性，對鐵路工程十分關鍵。現下接觸網運行過程中，仍存在部分故障，需深究其成因，采取有效防護措施，降低其發生故障概率，保證鐵路運行正常。

關鍵詞：電氣化鐵路;接觸網;故障成因;防護措施

前言

鐵路事業良好發展拉動我國經濟發展速度，電氣化應用進一步提高資源利用率，以及鐵路維護效率，為其正常運行創設良好的環境。電氣化鐵路運行過程中，接觸網作為故障高頻發部位，影響鐵路運行安全性，有必要分析其故障形成因素，有目的性、有針對性采取防護措施，消除各類安全隱患，保證鐵路運行可靠性。

一、電氣化鐵路接觸網故障原因分析

（一）弓網故障

電氣化鐵路接觸網中弓網主要為電力基礎持續性提供驅動力，主要以單邊供電、越區供電和雙區供電等方式為主。單邊供電方式主要是指在供電分區中以一段進行牽引變電，短期內獲取相應的電能;越區供電主要針對無法實施牽引條件下，進而采取供電方式，接入氣壓區域內完成牽引供電，為故障區域內機車提供電能;雙區主要是指從兩個分區同時進行供電，便于保證供電穩定性及可靠性，其中一段牽引供電發生故障，另一端仍會進行供電。弓網出現故障主要體現在接觸網參數變更，影響供電穩定性及可靠性，弓網故障形成核心因素包含以下幾方面：第一，部件脫落。接觸網正常工作過程中，部分構件受外界環境及振動的干擾，偶爾會出現動蕩現象，隨著時間延長其零部件發生脫落，影響供電可靠性。第二，科學技術高速發展下，電氣化鐵路運行速度不斷提高，促使弓網承受較大壓力，其自身實際磨損量增加，在外界因素干擾下，零部件脫落風險提高。第三，弓網安裝質量不佳。若弓網實際安裝過程中，未嚴格依照相關要求安裝，促使接觸網使用過程中，可能存在弓網與相關部件脫節風險，如螺栓等部件安裝偏差較大。第四，處于不良氣候下，造成弓網發生故障。如凍雨氣候條件下，弓網表面附著大量的雨水，由于其自身溫度較低，易出現跨越電力線斷線以及弓網放電故障。

（二）絕緣故障

電氣化鐵路接觸網中，絕緣屬于一類高壓電裝置，絕緣質量的優劣，決定最終接觸網運行成效，以及鐵路運行可靠性。依照現下應用實際狀況分析，應用絕緣裝置過程中，受外界因素影響，加速絕緣裝置老化，增加擊穿絕緣和接觸體放電故障。接觸網出現絕緣故障因素如下：第一，鐵路整體路段較長，日常維修過程中受人員、空間局限性，難以高頻次開展各類絕緣裝置清除工作，部分絕緣裝置表面長期覆蓋各類異物，此種狀況下接觸網運行過程中，絕緣裝置易遭受電流侵蝕，發生擊穿故障。第二，電力列車行駛過程中，接觸網與列車在特定條件下存在一定的摩擦力，并產生一定的沉淀物，增加絕緣擊穿概率。第三，暴風雨等不良氣候下，由于風力強度等級較高，致使鐵路周圍樹木等傾倒，對絕緣裝置造成一定損傷，進而產生漏放電故障[1]。

（三）電氣聯結故障

電氣化鐵路正常工作過程中，接觸網屬于一個機電合一供電設備，正式運行過程中，由于牽引供電系統運行產生一定波動，并隨著時間推移接觸網自身老化速度加快，容易出現電氣燒傷故障。同時，出現電氣燒傷等電氣聯結故障時，不僅影響接觸網實際工作效率，而且對列車形成穩定性造成干擾，構成嚴重的安全隱患。

二、電氣化鐵路接觸網故障防護措施

（一）接觸網質量控制

接觸網實際結構設計、安裝質量不佳等狀況下，實際運行中受外界影響因素干擾，易出現部件脫落、弓網放電等故障。為從本質層面消除此類瓶頸，電氣化鐵路正式運營之前，專業人員需對接觸網進行系統性檢查，及時確定其內在存在問題，解決其質量缺陷。首先，應系統性檢測零部件實際規格尺寸、安裝位置，校準各和部件偏移位置，保證其部件質量均達標;其次，加強對接觸網結構合理性論證，并將其作為基礎優化調整接觸網結構，若在接觸網曲線半徑過小，且設置絕緣關節時，應適當存留一定余量，保證接觸網處于受電弓滑板工作領域中。最后，應積極加強接觸網實施調試運行，明確接觸網處于不同條件下運行實際情況。

（二）加大接觸網日常檢修力度

接觸網日常檢修力度不足，是接觸網頻繁出現絕緣擊穿、弓網放電故障原因，無法第一時間發現并解決問題，加大故障嚴重性，對鐵路交通運行可靠性構成威脅。因此，為保證接觸網運行可靠性，需采取以下幾方面措施：第一，加強歷史遺留問題解決力度。應積極分析原有資料數據，明確區域內存在質量安全隱患，如做好舊設備更換工作，加大故障頻發區域檢修力度，完善檢修維護工作體系。第二，接觸網運行故障產生之前，會出現一定先兆性特征，應積極引入狀態監測技術，布設相應的初期正常值，如監測相關參數值處于異常，需及時組織相關人員實地查看，提前預防或及時處理接觸網。第三，按照接觸網實際狀況，綜合性分析絕緣擊穿等故障發生概率，科學制定線路清掃實施頻次，對絕緣裝置附著異物及時清楚，并對松動構件及時緊固，消除各類安全故障隱患[2]。

（三）弓網狀態監測

為進一步控制弓網故障形成，應積極應用現代化計算機系統、信息化技術，建立動態化監測系統，在弓網中布設多個傳感器裝置，其實時動態化將相關數據上傳，工作人員將其數據與正常數據比對，掌握弓網運行實際狀況，可實現故障確定精準性，及時鎖定故障發生位置，積極開展檢修工作。

（四）變壓器瓦斯保護

加大日常檢修力度以及構建監測系統，可顯著降低接觸網故障發生率，但無法徹底預防故障發生。因此，為進一步控制故障出現之后影響損失，應引入變壓器瓦斯保護，配備相應的繼電器提供瓦斯保護，將其增設于變壓器油箱與油枕區域聯通管道內，如此可動態化監測變壓器頂蓋聚集氣泡，及時制定瓦斯保護，消除變壓器油箱外側套管與斷路器銜接故障。

結束語

電氣化鐵路接觸網故障呈現為多元化，其具有一定的復雜性，對鐵路正常運行造成干擾。工作人員需進一步分析其故障形成因素，制定綜合性防護措施，開展接觸網維護和狀態監測，消除各類安全隱患，注重事前控制，保證列車運行安全性。

參考文獻：

[1]高懷玉.鐵路接觸網運行狀態的影響因素與管控措施[J].中國新技術新產品，2019（6）：66-67.

[2]朱政，吳積欽，張家瑋，等.高速鐵路接觸網定位鉤與定位支座磨損失效機理分析[J].電氣化鐵道，2019，30（5）：12-16.

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