鐵供電接觸網系統可靠性及主要故障分析

摘 要：伴隨著科學技術及互聯網技術的快速發展，城市交通規模發展迅速，居民出行工具日益快捷。地鐵作為城市交通出行的重要工具，不斷擴大變化規模，為居民生活帶來了不少的便利。接觸網系統是地鐵牽引供電系統中的關鍵組成環節，影響著地鐵的正常運行。如若供電接觸網系統一旦出現故障，發生安全隱患，就會給地鐵造成不少的運行麻煩，增加地鐵運行維修成本，威脅乘客的安全隱患，為社會增加不少的經濟損失。鑒于此，保障供電接觸網系統的可靠性顯得尤為重要。文章討論分析了地鐵供電接觸網系統的可靠性以及其主要故障，希望可以有效地解決平常的故障問題，保持地鐵正常運行工作。

關鍵詞：接觸網系統;可靠性;故障;分析

一、 引言

經濟快速發展的今天，城市軌道交通規劃運行變得尤為重要。如何規劃良好的交通道路，如何保障軌道交通的出行，如何維持軌道交通的供電，是城市發展的關鍵。牽引供電系統是城市軌道交通的關鍵組成系統，其正常運行與否將會直接影響地鐵的正常運行。接觸網系統是地鐵供電系統的主要系統，其運行狀態會影響地鐵的運輸能力。

二、 接觸網系統

地鐵牽引網供電制式采用直流制。依據懸掛式形式的不同架空接觸網，可以分為柔性接觸網以及剛性接觸網。接觸網主要構成組件有接觸線、中心錨結、匯流排等。其中匯流排是接觸網懸掛件中較為重要的組件，主要有“T”型以及“N”型兩種橫截面的形式。接觸線的構成材質主要是銀銅合金，可以嵌入或用線固定在匯流排上。匯流排的接頭，應該要滿足匯流排機械完成正常對接工作以及可以實現導電的作用。中心錨結的功能即可以有效避免接觸網在不同的環境不同溫度下的隨意偏移。

三、 地鐵供電系統

（一）集中供電系統模式

城市軌道交通道路，參照用電數量及線路的長短因素，可以建設城市軌道交通專用主變電所。主變電所需要有兩條線路獨立的電源。然后主變電所變壓為城市軌道交通線路內部所需要的電壓。這種供電模式即為集中供電模式。

（二）分散供電模式

這種模式下的供電狀況是不設置主變電所，反而采用直接向各城市電網變電所向城市軌道交通供電。應用這種供電模式的條件是城市電網交通便利，各車站附近有安全可靠的供電電源。

（三）混合供電模式

這種供電模式綜合以上兩種的供電模式的特點，其中主要以集中供電為主，以分散供電模式為輔。兩種供電模式相結合的供電模式，使得供電系統更加完整，供電來源更加可靠。

四、 地鐵供電接觸網系統可靠性分析

地鐵接觸網系統可靠性分析的方法主要有兩種，一種是模擬法，另一種是解析法。采用模擬法的分析方法，是將系統拆分為多種元素，通過對元素特性進行概率分析然后進行預測，最后依據元素的特性組合來判斷系統是否可靠。解析法的分析方法，是參照系統的結構、系統以及元件之間的功能和作用的邏輯關系，構建系統可靠的模型，運用數值計算方法求得滿足系統條件的可靠參數。

五、 地鐵供電接觸網的主要故障

（一）絕緣方面故障

接觸網是一種較為特殊的高壓供電設備，絕緣技術是其非常重要的技術。接觸網系統相較于地方電力系統供電線不同，懸掛高度較低而且距離機車較近，非常容易被周圍環境以及機車破壞污染，所以其絕緣也非常容易受到破壞。依據絕緣的介質來劃分，接觸網的絕緣有絕緣體絕緣及空氣間隙絕緣兩種。只要這兩種絕緣有一個出現故障，就會影響整個絕緣網出現故障。

（二）空間結構尺寸故障

接觸網不僅需要確保完整良好的為電力機車給予電流支撐，還需要保證接觸懸掛可以穩定牢固的放置在規定的幾何位置上，以便受電弓可以平滑的從接觸線上高質量的取流。因為受電弓的寬度有限，而機車運行速度快，所以如若接觸網技術參數發生變化，就會降低電力機車取流的質量，甚至造成供電接觸網的嚴重故障。

（三）電氣聯結方面故障

接觸網是機、電合一的特殊供電機械設備，所以在運行的過程中容易出現電氣方面的問題。一旦發生電氣方面相關的問題，就會造成嚴重的影響，危害地鐵的正常運行。

（四）匯流排方面的故障

匯流排方面發生故障主要有接觸線的電氣燒傷、匯流排的疲勞破壞、匯流排變形進而導致匯流排終端失效這幾種故障。匯流排終端容易受到環境變化、溫度變化、雨雪天氣等因素的影響而出現故障。所以在安裝匯流排時，需要注意安裝的細節，確保安裝到位，避免零部件卡滯或脫落進而導致器件變形等故障。在日常的使用過程中，需要定期保養維修，檢修匯流排的故障問題，延長匯流排的使用壽命，減少故障頻繁的次數。

六、 結語

伴隨著電氣化快速發展，接觸網供電系統的可靠性顯得尤為重要。分析了解地鐵接觸網的可靠性以及主要故障，可以為地鐵運行提供良好的建議，及時做出應對預防措施，減少故障頻發的次數，保障乘客的人身生命安全，便于地鐵正常運行。

參考文獻：

[1]李想.地鐵供電接觸網系統可靠性及主要故障分析[J].電子測試，2015（23）：76，121.

[2]陳濤.地鐵供電接觸網系統可靠性及主要故障分析探討[J].建筑工程技術與設計，2018（28）：3037.

作者簡介：

吳通，南京地鐵運營有限責任公司供電分公司。