電氣化鐵道接觸網(wǎng)常見事故分析與對策

彭曉琳

（中鐵建電氣化局第四工程有限公司　湖南　長沙　410116）

電氣化鐵道接觸網(wǎng)常見事故分析與對策

彭曉琳

（中鐵建電氣化局第四工程有限公司湖南長沙410116）

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的進步，我國鐵路運輸行業(yè)獲得了快速的發(fā)展。但電氣化鐵道接觸網(wǎng)事故仍然頻頻發(fā)生，對鐵路的正常運輸秩序造成了嚴(yán)重的影響。導(dǎo)致接觸網(wǎng)產(chǎn)生事故的原因比較復(fù)雜，事故的形式也多種多樣，大致可分為機械故障、電氣燒傷事故以及外部環(huán)境引發(fā)的故障。本文對電氣化鐵道接觸網(wǎng)常見的事故做了一定的分析同時提出了一些預(yù)防對策，希望可以對確保電氣化鐵道的供電運行安全有一定的作用。

電氣化；鐵道；接觸網(wǎng)；常見事故；對策

引言

在鐵路電氣化區(qū)段，接觸網(wǎng)起著非常重要的作用，為電力機車提供電能需求。接觸網(wǎng)一旦發(fā)生事故將直接影響鐵路正常運行，因而保證接觸網(wǎng)安全可靠地運行尤為重要。本文根據(jù)我國電氣化鐵道接觸網(wǎng)的建設(shè)情況，闡述了電氣化鐵道運行的基本過程，分析了鐵路運營過程中接觸網(wǎng)電氣設(shè)備燒傷事故和機械磨損事故等常見問題，探討了防治電氣化鐵道接觸網(wǎng)發(fā)生事故的一些根本對策措施。

1　電氣化鐵道接觸網(wǎng)的組成與特點

1.1接觸網(wǎng)的組成

接觸網(wǎng)主要是由三個部分組成的，其分別是：接觸懸掛部分、支持裝置部分、支柱與基礎(chǔ)部分。接觸懸掛部分主要是由接觸線、吊弦、承力索以及連接它們的零件組成，其作用是將電能輸送給電力機車。支持裝置部分主要是由腕臂、拉桿、定位裝置等連接件組成，其作用是用來懸吊和支持接觸懸掛，并將負(fù)載傳遞給支柱及其他建筑物。支柱與基礎(chǔ)部分主要是由鋼筋混凝土柱和基坑、鋼柱和基礎(chǔ)組成，其作用是承受接觸懸掛和支持裝置這兩部分的全部負(fù)載。

1.2接觸網(wǎng)的特點

接觸網(wǎng)屬于一種露天裝置，且無其他備用的戶外供電裝置，因此很容易受到外界各種惡劣自然因素的影響，一旦發(fā)生事故，將會直接影響列車的正常運行。所以，一個合理安全的接觸網(wǎng)必須具備以下特點：接觸網(wǎng)懸掛應(yīng)彈性均勻；接觸線相對軌面的高度應(yīng)盡量相等；接觸網(wǎng)在受電弓的壓力與風(fēng)力等的作用下，應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性；接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與零件應(yīng)盡量做到輕巧簡單并且實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；接觸網(wǎng)要具有一定的抗腐蝕性和耐磨性；接觸網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)做到滿足其要求性能的前提下盡量節(jié)約成本。

2　電氣化鐵道接觸網(wǎng)常見事故分析

2.1接觸網(wǎng)磨損形成的機械故障原因分析

在電氣化鐵道的運輸過程中，接觸網(wǎng)和通常的街道供電系統(tǒng)存在差異，它是通過機電列車在運行過程中受電弓與接觸線滑行接觸取電后經(jīng)過車載變壓設(shè)備轉(zhuǎn)換成列車所需電壓。在這種滑行接觸過程中，電力機車受電弓運行傳輸?shù)碾娏δ芰浚由蠙C車的震動，就會對接觸線產(chǎn)生一定的顛動抬升力，從而增加列車與接觸線之間的摩擦力。

2.1.1接觸網(wǎng)受軌道施工指標(biāo)的影響分析

在電力列車運行的過程中，由于受到外界環(huán)境等方面的影響，列車對接觸線產(chǎn)生的抬升力與列車軌道建設(shè)的精度、列車的彈性系數(shù)、列車與接觸網(wǎng)的摩擦力等因素密切相關(guān)。通過仔細分析電氣化鐵道接觸網(wǎng)的現(xiàn)場施工狀況可以看出，接觸網(wǎng)運行狀態(tài)受外界氣候、溫度、電氣性能指標(biāo)和機械設(shè)備質(zhì)量等因素的影響，并且隨著外部環(huán)境呈動態(tài)變化趨勢。造成機械設(shè)備磨損的原因是多方面的，有來自施工方面的誤差，比如施工時的測量誤差，導(dǎo)致接線懸掛參數(shù)偏差過大。此外，施工人員的技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)格，缺乏統(tǒng)一的參照尺度，往往根據(jù)自己的經(jīng)驗來判斷接觸網(wǎng)的斷點位置及長度，沒有進行詳細的量化，忽視了電力列車運行中的動態(tài)變化帶來的影響。在這種情況下，電力列車在運行過程中受到一定的顛簸，使得接觸網(wǎng)承受強大的電流沖擊力，給電力系統(tǒng)的供應(yīng)帶來短時間的超負(fù)荷運行。

2.1.2接觸網(wǎng)受線路布設(shè)質(zhì)量的影響分析

通常情況下，高速運行過程中的電力機車對于接觸線的鋪設(shè)精度有著十分高的要求，接觸線鋪設(shè)的質(zhì)量直接影響弓網(wǎng)關(guān)系，接觸線架設(shè)平順度高也可減少列車與接觸網(wǎng)之間的摩擦力。接觸線的選擇應(yīng)根據(jù)列車的實際運行速度，考慮到電力最大傳播速度、接觸線的彈性系數(shù)、抵抗因摩擦產(chǎn)生的高溫等因素。

2.2電氣設(shè)備燒傷事故原因分析

為了適應(yīng)電氣化鐵路行業(yè)的激烈競爭要求，鐵路系統(tǒng)在運輸行業(yè)占有主要地位，面臨著來自公路和民航系統(tǒng)的巨大壓力，鐵路系統(tǒng)要想獲取更多、更大的利潤率，就必須增加鐵路運行頻次，提高運輸效率。在這種情況下，與鐵路系統(tǒng)相匹配的相關(guān)設(shè)施也將承受超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，久而久之就會造成接觸網(wǎng)系統(tǒng)的老化，造成接觸網(wǎng)局部電流增大，最終形成內(nèi)燃現(xiàn)象，燒傷相關(guān)接觸網(wǎng)設(shè)備，給鐵路的運行造成極大的隱患。

2.2.1線路設(shè)計缺陷造成接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

電機列車在運行過程中需要超負(fù)荷的運轉(zhuǎn)，我國現(xiàn)存的線路設(shè)計在其承載能力方面逐漸不能滿足當(dāng)今鐵路的運行需求，部分接觸線發(fā)生老化甚至表皮受損現(xiàn)象。電氣化接觸網(wǎng)的布設(shè)目的是通過鐵路沿線的承力索、架線隔離設(shè)備、接觸線進行連接，形成主導(dǎo)電路回路，為電力機車的運行提供電力保障。接觸網(wǎng)系統(tǒng)的中間部件脫落或損壞極容易造成線路的短路，進而燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。同樣的，因線路連接錯誤造成線路某一局部斷截面阻力增大，燒斷主電回路的一部分，也會影響電力機車的正常的運行。

2.2.2電流的非正常變換造成接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

在對接觸網(wǎng)的線路設(shè)計和鋪設(shè)的過程中，其電氣設(shè)備之間的線路有著多項連接部位，這部分電路網(wǎng)之間很多直接與鐵路沿線的電氣設(shè)備相連，它們對整個供電線路起著至關(guān)重要的作用。因人為因素造成線路之間的錯誤連接，造成接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中不應(yīng)通過電流的地方通過了部分電流，由于缺乏相應(yīng)的設(shè)計保護線路，這些電流經(jīng)過相應(yīng)的接觸設(shè)備，燒傷接觸網(wǎng)，破壞設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

2.2.3維修管理不及時造成接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷

通常情況下，電氣化鐵道設(shè)備需要多種精密零部件組合而成，此類細小的零部件在電力機車運行中有著重要重用，是保證其有效運行的關(guān)鍵。這些小部件間接地承受了來自機車和外部惡劣環(huán)境的侵蝕，最容易發(fā)生設(shè)備損傷事故。然而，在對列車進行日常維修方面，由于沒有對其制定相應(yīng)的監(jiān)管措施，對機車的正常檢修只停留在外部檢測方面，這就容易導(dǎo)致這些部件在高溫、機車高速運行引起的震動等外部壓力外，產(chǎn)生阻熱效應(yīng)，導(dǎo)致線路分流燒傷部件。

3　電氣化鐵道接觸網(wǎng)常見事故的防治措施

在電力機車的運行過程中，接觸網(wǎng)是其正常運行的重要保障，是整個供電系統(tǒng)建設(shè)的核心部分；接觸網(wǎng)除受外界氣候、溫度的影響外，還受機車運行所產(chǎn)生的劇烈震動影響，接觸網(wǎng)的運行狀況時刻處于復(fù)雜的動態(tài)變化中。針對接觸網(wǎng)存在的這些實際問題，應(yīng)該采取以下幾方面的對策和方法：

3.1改造接觸網(wǎng)的連接方式，降低工程損耗

在電力機車的運行過程中，對于接觸網(wǎng)的設(shè)計需要有長遠的考慮，從而保證其施工、建設(shè)和運行能夠順利的進行，科學(xué)選取接觸網(wǎng)的使用材料，合理布設(shè)接觸網(wǎng)轉(zhuǎn)折點、斷線點，可在試驗驗證的基礎(chǔ)上進行考察論證。在機車運行過程中，電聯(lián)線剪切作用力增大，加上外部溫差變化，極容易發(fā)生電聯(lián)線折斷現(xiàn)象。因此，在電聯(lián)線施工過程中，應(yīng)注重對機車運行時造成電聯(lián)線動態(tài)變化因素的考慮，施工時預(yù)留一定的裕度。

3.2健全接觸網(wǎng)的保護手段，降低電流過熱

經(jīng)過對在接觸網(wǎng)中容易出現(xiàn)事故的位置設(shè)置一定的觸區(qū)范圍，從而避免電力機車在運行的過程中出現(xiàn)接觸線打折的問題，發(fā)生電流過熱的效應(yīng)。接觸網(wǎng)接觸點的數(shù)目會直接的影響機車受電弓電力的傳輸效果，在接觸點的位置布設(shè)接觸線的線夾等零部件時，當(dāng)機車處于高速運行的狀態(tài)下，十分容易導(dǎo)致受電弓和接觸線之間產(chǎn)生激烈的碰撞，嚴(yán)重的情況下可能會導(dǎo)致線路短路。在實際運行過程中，在一定距離內(nèi)不可設(shè)置接觸線的線夾等零件，以保證受電弓能夠在兩個接觸線之間實現(xiàn)平滑的過渡。

3.3改進機車設(shè)備，減小機械摩擦

為了減少接觸網(wǎng)的常見事故，不但要加強鐵道的施工工藝，對于機車設(shè)備也要進行改進，減少摩擦的阻力，從而減少接觸網(wǎng)發(fā)生事故的概率。大量的實驗數(shù)據(jù)現(xiàn)實，改變電力機車受電的模式能夠有效的降低機械摩擦的阻力，從而明顯的減少由于摩擦而出現(xiàn)的熱量值，以避免不必要的能源損耗。

3.4完善檢修的制度，做好設(shè)備的檢修工作

為了保證接觸網(wǎng)線路的常見事故得以解決，那么就需要加強對鐵道沿線的主電回路隱患的現(xiàn)場排查，完善排查、檢修制度，及時發(fā)現(xiàn)機車線路中存在的線路連接問題、零部件的運行狀況等信息，并及時進行上報檢修。接觸網(wǎng)設(shè)備受外部干擾較大，應(yīng)注重對惡劣天氣下的排查頻率，以期發(fā)現(xiàn)因雨雪冷凍或炎熱天氣對接觸線產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，重點加強對各個接觸點、轉(zhuǎn)折點的線路排查。運用現(xiàn)代科技手段，購置相關(guān)精密檢測設(shè)備，重點加強對人工不易察覺的零部件損傷狀況進行檢測，提高檢測工作的可靠性程度。此外，定期對接觸網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵部位拆卸檢查，測定相關(guān)的參數(shù)，并對相關(guān)檢測數(shù)據(jù)進行對比分析，以便根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的針對性措施。

4　結(jié)束語

綜上所述，在電氣化鐵道運輸?shù)倪^程中，接觸網(wǎng)線路屬于一種特殊的供電設(shè)備，其是在電和力兩者協(xié)調(diào)下工作的。結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境的特殊性，注定了其事故的多樣性和頻繁性，深入的了解其事故現(xiàn)象、原因以及與其相對應(yīng)的處理和預(yù)防方法，有助于加強人們對事故本源的認(rèn)識，從而提高接觸網(wǎng)的性能，減少接觸網(wǎng)發(fā)生事故的頻率，為我國營造一個安全順暢的運輸系統(tǒng)。

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U226.8

A

1673-0038（2015）43-0156-02

2015-10-9

彭曉琳（1973-），女，工程師，本科，主要從事預(yù)算工作。