淺談隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段鐵路接觸網設備故障分析及解決方案

王維

摘 要：該文已隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段區段內接觸網設備近些年發生的接觸網故障為依據，對接觸網故障產生的種類、原因及危害進行分析，按照目前接觸網運行的現狀，提出一些改進建議。

關鍵詞：接觸網 故障 整治

中圖分類號：U225 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0102-02

目前電氣化鐵路已經成為我國鐵路的主要發展方向，在鐵路電氣化區段牽引供電系統已經成為電氣化鐵路不可或缺的重要組成部分。因此如何更加長時間、有效的確保牽引設備的正常運行已經成為牽引供電專業努力的方向。

隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網設備地處我國西北部，是以蘭州為中心分別向東、西方向延伸的鐵道電氣化設備，承擔著隴海線末端與蘭新線首段連接、過渡的重要作用，是西北電氣化鐵路重要的組成部分。一旦出現故障將會直接影響牽引供電系統的正常運行，嚴重時還會中斷電氣化鐵路的行車功能。因此分析和研究該區段常見故障，制定切實可行的防范措施尤其重要。

1 鐵路接觸網設備故障分類

主要指鐵路牽引供電系統中接觸網設備，因自身設計、設備質量、運營時間等原因產生的故障。根據隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網設備自2009年至2012年間發生的20件典型牽引供電接觸網事故、故障進行數據分析，接觸網常見故障分為以下幾類：（1）接觸網線索、零部件脫落。（2）接觸網參數變化、狀態不良。（3）接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線。（4）絕緣部件的閃絡或擊穿。（5）隧道內滲漏水結冰造成的接觸網故障。（6）自然災害造成接觸網設備故障。通過對2009年至2012年間該區段內發生的20件典型牽引供電接觸網事故、故障進行數據分析，接觸網線索、零部件脫落引發故障8件，占總數的40%；接觸網參數變化、狀態不良引發故障7件，占總數的35%；接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線引發事故、故障2件，占總數的10%；隧道內滲漏水結冰造成的接觸網故障1件，占總數的5%；絕緣部件的閃絡或擊穿引發故障1件，占總數的5%；自然災害造成接觸網設備故障1件，占總數的5%。

2 故障原因分析及應對措施分類

2.1 接觸網線索、零部件脫落

以上分析中8件接觸網線索、零部件脫落故障中，吊弦脫落3件；定位脫落2件；螺帽、螺栓松動造成連接件脫落2件；整體零件脫落1件。（1）吊弦脫落原因分析及預防措施：燒斷。正常情況下，吊弦是沒有電流通過的。發生吊弦燒斷現象主要是因為附近的電連接器損壞或與接觸線接觸不良或接觸載流不夠，機車取流時使吊弦通過較大電流而造成。磨斷。主要是因為吊弦受力狀態不良造成松弛，接觸懸掛長期處于動態狀態下，環與環之間或與滑板之間長時間發生較大幅度的摩擦，某一處磨斷后造成吊弦脫落。腐蝕斷或被受電弓剮斷。一是環境（化工、中腐蝕地帶）對接觸網的腐蝕；二是預制時受傷嚴重，長時間銹蝕、腐蝕造成開斷、脫落其他。吊弦因溫度偏移，造成拉脫線夾或拉斷吊弦線。吊弦線夾因裂紋等缺陷開斷，造成吊弦脫落。后果：一是吊弦線夾打弓。二是吊弦線夾脫落部位接觸線高度降低并且穩定性差，造成打弓或受電弓受流狀態不良。三是脫落的吊弦線低于接觸線，受電弓通過時打擊受電弓，可能將受電弓滑板打壞，繼續運行剮傷接觸線引起剮弓；或是吊弦線繞住受電弓后直接引起剮弓。預防措施：日常巡視、檢修中發現吊弦狀態不良（如松弛、磨蝕嚴重、環與環之間磨損嚴重、沿線路方向偏移角度大等缺陷）及時安排處理。發現吊弦有傷痕，及時安排檢修附近的電連接器或導流設備。安裝吊弦時，按標準及進行，保證制作安裝新吊弦符合技術要求。

（2）定位脫落原因分析及預防措施：定位鉤與定位環在機車受電弓運行當中受振動或其他外力作用，脫開；棒式絕緣子污閃，短路電流將定位夾或定位器、定位環部位燒傷造成脫落；嚴重腐蝕（化工廠、隧道漏滲水、電連接不良分流電腐蝕）造成脫落。后果：定位器脫落后一方面會因接觸線高度和拉出值的變化引起弓網故障，另一方面若定位器脫落后未落地，不僅會造成剮弓，而且也引起接觸網對機車放電、受電弓碰擊定位器打壞受電弓幾機車上的絕緣子、定位器被受電弓擊飛后打壞其他接觸網設備或部件。預防措施：一是日常檢修、巡視中注意檢查、觀測各零件及其連接部件狀態良好。緊固線夾螺栓要適度，以免造成事故隱患。對連接部位及緊固好的定位線夾要檢查狀態是否良好。二是調整導線高度及馳度時，一定要使定位器坡度（定位器與水平夾角的正切值）保持在1/10至1/5的范圍，同時保證定位管處在水平狀態。三是氣溫突然升高或降低時，應加強步行巡視，特別注意定位器坡度及沿抵觸線縱向偏移，最大不超過定位管長度的1/3的大小，不符合技術標準時要及時安排處理。四是對風口地段定位裝置進行防風改造，防止風力使定位失穩、接觸懸掛擺動發生弓網故障。五是采用先進技術，對絕緣部件進行絕緣性能測試和污穢清掃。采用絕緣性能好的噴涂材料，對污染嚴重的絕緣部件進行提高表面閃絡電壓的噴涂。同時，采用絕緣水平高、防污性能強的絕緣元件，防止絕緣子閃絡、擊穿使接觸網對地短路放電燒壞零部件，造成定位脫落。六是在重腐蝕區、沿海地帶、滲漏水隧道及氣候潮濕地區，安裝或更換接觸懸掛支持部件前，根據情況先對部件采取涂環氧樹脂或絕緣清漆等防腐技術處理。特殊地段應采用鍍絡部件或銅材質部件。

（3）螺帽、螺栓松動造成連接件脫落原因分析及預防措施：原因及后果：部分螺帽、螺栓未能按規定緊固到位，造成螺帽、螺栓在運行過程中松動、脫落，（使接觸網參數拉出值、導高、線叉參數發生變化，）當其參數超出受電弓的工作范圍時，常常會發生鉆弓、打弓故障。預防措施：加強對接觸網各部分螺帽、螺栓、彈墊、防松墊片的檢查。在設備投入時要對各部分螺帽、螺栓進行平推緊固，在此基礎上通過抽查逐步摸索螺帽、螺栓動態松動周期，及時進行緊固，確保各部分參數處于標準范圍。

2.2 接觸網參數變化、狀態不良endprint

原因分析：由于接觸網部件在溫度變化時由于接觸懸掛的熱脹冷縮致使相應的線索弛度發生變化（如懸掛間電連接線、中錨輔助繩、開關引線等）或長期運行過程中的震動疲勞，都有可能造成接觸網參數變化、狀態發生改變。工務部門施工后對接觸網設備參數產生影響。防范措施：加強對接觸網參數的檢測。嚴格按照測量、巡視周期對接觸網進行檢測，掌握設備技術狀態，發現問題及時處理。提高檢修人員作業質量，嚴格按照《接觸網檢修規程》相關要求對設備進行檢修，確保設備參數滿足要求。

2.3 接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線

原因分析：燒斷、拉斷、腐蝕斷是造成接觸線、承力索或附加懸掛中的線索斷線的主要原因。如果斷線處未落地并未引起跳閘，則因接觸線張力的變化及馳度變化，可能造成剮弓事故；如果斷線處的斷頭落地，則造成接觸網對地短路放電，短路電流可能會損壞、燒斷承力索或其他接觸網設備及零部件。如果錨段關節處補償裝置的制動失靈或動作情況不良，則墜砣落地或較長距離下移，可能出現拉壞、拉脫定位，拉偏、拉脫吊弦，拉偏、拉壞碗臂及電連接器等擴大事故范圍情況。如果接觸線斷線因剮弓所致，則整個事故范圍大、接觸網設備損壞程度嚴重、事故搶修所用時間長。

防范措施：一是按規定時間、周期及標準測量接觸線的磨耗，對局部磨耗超過規定的及時進行電氣補強、切斷后做接頭或更換。二是日常檢修作業中注意檢查接觸線的損傷情況，發現局部損傷截面超過規定及時進行電氣補強、切斷后做接頭或換線。三是日常巡視或檢修中，注意接觸線接頭線夾處、絕緣器接頭線夾處、中心錨結線夾處及定位點處接觸線的磨耗情況，發現磨耗或損傷超過規定者及時進行處理。發現接觸線存在的硬彎、硬點及時進行處理（如校直、切斷做接頭或換線）。四是按規定時間、周期及標準檢修各種電連接器。對電連接器與接觸線接觸面載流不夠的區段，適當增設電連接器組數或增大電連接器與接觸線的接觸載流面。五是定期清掃各種絕緣元件，對不符合技術要求者及時進行更換。六是提高日常檢修質量，保證接觸懸掛的技術狀態符合標準。

2.4 絕緣部件的閃絡或擊穿

原因分析：（1）絕緣子臟污：主要表現為清掃周期過長，周圍環境污染嚴重，使絕緣子表面覆蓋了較多的導電介質而放電擊穿。（2）絕緣子的絕緣強度或材質不能適應周圍環境：主要表現為絕緣子雖然按照周期進行了清掃，但由于周圍污染介質的特殊性如化工污染等，使絕緣子在不太臟污的情況下發生了放電擊穿故障。（3）分相、分段絕緣棒由于與碳質材料的受電弓頻繁摩擦接觸，使其接觸表面覆蓋了一層碳粉，由于受天窗點的限制而不能及時清掃，使電弧沿其表面發生擊穿故障。（4）接觸網帶電部分由于受溫度變化，其空間幾何位置發生變化，當對接地體的距離偏小于安全距離時，便會發生對地放電故障。（5）鐵路旁邊的建筑物、樹木、風飄物等由于受自然災害的影響而使其狀態發生變化，當其對接觸網（含供電線）的距離小于安全距離時，接觸網也被動發生放電跳閘故障。另外融冰、鳥類搭窩用的導電體以及動物本體也會在特定情況下引發短路放電故障。

應對措施：加強絕緣的清掃工作，對部分污染嚴重的區段人為縮短清掃周期。對環境污染嚴重區段更換為抗污能力強的的硅橡膠絕緣子。對鐵路附近可能危機接觸網供電安全的危樹、建筑物及時聯系處理，保證其在惡劣天氣下狀態發生變化時對接觸網能有足夠的安全距離。加強對網上積雪的清掃工作和鋼柱、橫梁上鳥巢的清理工作，防患于未然。

2.5 隧道內滲漏水結冰引發故障

原因分析：因隧道漏水加重，水流在絕緣子上造成絕緣性能下降，導致絕緣子擊穿。由于結冰造成絕緣距離不足，導致放點燒傷接觸網設備。各供電車間根據氣溫變化情況，及時安排各接觸網工區提前對隧道結冰情況進行認真檢查監控，根據隧道結冰情況隨時打冰。對氣溫、結冰情況進行分析總結，探索規律，以便更合理的安排打冰時間和周期，確保打冰工作有效實施。

2.6 自然災害引發故障

原因分析：接觸網漏天設置受自然環境變化影響較大（如雨、雪、風等天氣條件下造成的塌方），可能導致支柱傾斜、接觸網參數變化等；同時設置位置限制還會由于外界動力機械的撞擊，造成接觸網支柱及接觸網懸掛參數的變化。整改措施：對鐵路附近可能危機接觸網供電安全的危樹、建筑物及時聯系處理，保證其在惡劣天氣下狀態發生變化時對接觸網能有足夠的安全距離。加強設備抵抗自然災害的能力。

3 結語

通過對隴海線天蘭段、蘭新線蘭武段接觸網設備自2009年至2012年間發生的20件典型牽引供電接觸網事故、故障進行數據分析，可知該區段鐵路接觸網設備故障多是由于接觸網線索、零部件脫落及設備參數發生變化造成，所以日常加大對對此類問題的關注，及時預防相關設備隱患的出現，是降低接觸網設備故障件數的基礎。

參考文獻

[1] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網[M].成都：西南交通大學出版社，2002.

[2] 吳積欽.列車提速與弓網關系[M].成都：西南交通大學出版社，2006.endprint