地鐵供電系統中接觸網常見故障和防范措施解析

薛曉武

（中國鐵建電氣化局集團有限公司北京城市軌道工程公司，北京 100043）

地鐵牽引供電系統是為地鐵運營提供實時供電的系統，在地鐵運營中起著相當重要的作用。地鐵供電模式通常由直流牽引供電。接觸網懸掛方法分為兩種類型：剛性懸掛和柔性懸掛。優點是：電壓較高；適應于大運量系統供電；車輛可以隨時與電源斷開；安全性較好等。但是，接觸網對凈空要求較高，工程量和成本較大，容易出現故障，需要經常調整和維護。

1 接觸網故障概況

地鐵接觸網通常由兩種類型的懸掛組成：剛性懸掛和柔性懸掛。接觸網系統的斷電將直接影響地鐵的運行。在嚴重的情況下，地鐵運行將中斷。由于接觸網供電的特殊性，其運行參數的變化，（承導線的斷線、接觸網零部件的脫落、接觸網零部件的變形、絕緣子擊穿等） 引起的弓網故障出現，使地鐵運行中斷。

由于過電流引起的地鐵接觸網短路故障，短路故障中直流開關的重合閘保護裝置被強制送電，但不會成功。因此，在大電流斷開和重合閘保護動作的情況下，地鐵接觸網運營管理部門應高度重視這一現象。

接觸網主要有以下特點：

（1） 在工作條件變化很大的情況下，可能發生弓網事故。在電力機車的高速運行中，由于受電弓的慣性力和空氣動力的作用，在受電弓垂直方向會對接觸懸掛產生一定幅度的振動。振動導致接觸網的工作狀態發生變化，并且在工作狀態變化很大的狀況下，很可能發生弓網事故。

（2） 接觸網懸掛架設安裝沒有備用設備。如果發生故障，將不會有更換設備，這將導致機車中斷并對地鐵運輸產生負面影響。

2 地鐵接觸網常見的故障問題

2.1 剛性接觸網常見問題分析

地鐵采用剛性懸掛接觸線，由于接觸懸掛的強度大，不易斷裂，接觸懸掛使用的零部件少，接觸懸掛維護相對簡單。然而，除此之外，剛性懸掛在使用方面具有一些缺點。剛性懸掛使用的時間越長、發車頻率越短，這些問題就越明顯。

（1） 接觸線發生磨損。電力機車運行期間，列車起動速度比較快，加速度比較大。因此，在接觸線接觸表面上發生放電或打火現象，并且在接觸線接觸表面上留下痕跡。一旦時間很長，接觸線的表面就會磨損。而且，剛性懸掛接觸網受到受電弓帶來的壓力。當剛性懸掛受到受電弓壓力和沖擊時，會發生機械磨損。

（2） 受電弓發生磨損。在列車行駛過程中，受電弓上的碳滑板會磨損。然而，由于受電弓的特殊形式，受磨損的位置在受電弓上不均勻分布，并且集中在幾個部位。在列車的前進方向，地下隧道段采用剛性懸掛接觸線，而地上車輛段和停車場采用柔性懸掛接觸線。當列車從剛性懸掛到柔性懸掛時，接觸線容易在受電弓的凹槽處出現卡線的現象。

2.2 柔性接觸網常見問題分析

（1） 柔性接觸網的三維空間結構和幾何尺寸的缺陷。在柔性接觸網施工安裝的過程中，由于接觸網工的不正確操作，柔性接觸網被埋下了安全隱患。當列車運行時，由于柔性接觸網自身結構問題引發故障使運行的列車中斷。在柔性接觸網使用的過程中，柔性接觸網零部件會受到受電弓運行帶來的壓力和沖擊力作用而發生損壞或者變形。此外，柔性接觸網還會受到自然環境或者惡劣天氣的破壞，使柔性接觸網立體空間結構和幾何尺寸方面發生偏離，這導致了接觸網發生打弓、鉆弓等事故。

（2） 接觸網導電回路故障。柔性接觸網的導電回路由饋線、隔離開關、隔離開關引線、承力索、接觸線、電連接通過各種線夾連接組成。在安裝各種連接線夾過程中，相關技術人員沒有遵守規定的要求和說明進行作業。當列車運行時，接觸網的局部電流將太大、并且零部件的分流將導致接觸網的短路或燒壞。導致接觸網導電回路出現故障從而妨礙地鐵的正常運行。

3 接觸網故障的防范措施

3.1 加強對于工程的驗收審查

地鐵工程建設完成后，監理單位、設計單位、施工單位、地鐵公司、質量監督等部門必須嚴格按照相關要求進行驗收。嚴格細致地檢查接觸網的安裝，叁數的設定，線索的緊固，懸掛的穩定性，安裝螺栓的緊固性，設備的安裝狀態以及線索穩定性等。地鐵工程驗收人員要熟悉驗收規范，按照有關標準，按照工程驗收國家標準、行業標準進行供電工程驗收。嚴格檢查接觸網各種參數設置等關鍵區域，仔細檢查設備的技術狀態，螺栓、墊圈、螺母、插銷等小零件。有必要仔細檢查并全面檢查和接受所有指標。

3.2 加強抵抗自然災害的能力

自然災害對接觸網的外部結構造成了很大的破壞，并嚴重破壞了接觸網的功能。因此，在工程維護中，有必要為接觸網柱建立防護斜坡和保護樁，以增強其抵御自然災害的能力。由于接觸網機的特殊結構和電氣單元的特殊結構，使得接觸網安裝極為尷尬。

3.3 加強對接觸網的檢修維護

接觸網運維部門應定期檢查接觸網、以消除容易發生故障的地方。（如：檢查各個部分螺栓是否緊固牢靠、螺母是否松動、螺母有無脫扣、插銷是否缺失、接觸網零部件是否有變形，接觸網零件是否脫落，絕緣子是否有贓物等）。加強對接觸網參數的監測，嚴格按照測量數據，掌握檢查周期結果中接觸網的技術狀態，及時發現問題。

4 結語

總之，地鐵供電系統接觸網故障的原因是多方面的。為了使供電系統的故障處理更加有效，提高供電系統運行的效果，在今后的系統運行中，應更加關注接觸網故障問題，并積極處理這一問題。