電氣化鐵路接觸網故障及保護措施

焦大軍

中鐵九局集團電務工程有限公司 遼寧沈陽 110001

1 電氣化鐵路接觸網概述

所謂電氣化鐵路接觸網，主要是以電能作為運行能源，由接觸懸掛、支持裝置、支柱與基礎等部分構成。就其具體的結構而言，接觸懸掛又由接觸線、吊弦、承力索及連接部件構成，屬于機車的直接能源供給部分。

支持裝置則主要由定位裝置、腕臂等連接件構成，其在于懸吊及支持接觸懸掛，且發揮著負載傳遞的功能。支柱和基礎部分以鋼筋混凝土柱、基坑、鋼柱和基礎為主，接觸懸掛和支持裝置的全部負載都將由該部分承受。根據鐵路自身的基本特點，接觸網的運行環境以露天為主，而受制于差異化的運行條件及環境，其在運行的過程中故障風險相對較高，一旦出現故障問題，將嚴重影響列車的正常運行。因此在接觸網的應用上，需要結合實際的使用環境及需求，對其各項性能指標要加強關注，以適應各類運行環境，確保接觸網發揮功能的同時，降低故障的產生率，達到提升效率和節約成本的目的[1]。

2 電氣化鐵路接觸網故障及原因分析

2.1 弓網故障

通常情況下，弓網故障指的是接觸網參數出現了很大變化，接觸網零件脫落和變形，表面出現損壞問題時會引發弓網故障，其主要原因是：①接觸網部件結構問題，在長期的使用中出現動蕩、施工隱患的情況下，會帶來接觸網零件變形和脫落問題；②在鐵道系統列車速度不斷提升的大背景下，接觸網部件逐漸成為接觸網彈性比較薄弱的位置，這時弓網壓力不斷增加，極易導致螺栓脫落問題；③接觸網結構不合理導致接觸網故障的出現，在設計和施工等因素的影響下，出現接觸網隱患，尤其是在天氣、溫差等因素的影響下極易出現故障；④接觸網零件主體和安裝形式問題，如標示牌等，由于牌面面積相對較大，安裝形式簡單，通常很容易會出現被風吹落的現象，部分接觸網零件也會出現這一問題，施工安裝極易受外界因素的影響，出現脫落現象；⑤造成零件脫落的原因可能是零件質量問題，在零件質量不滿足要求的情況下接觸網參數會發生變化[2]。

2.2 絕緣故障

絕緣是接觸網中基本和重要的技術指標，但與地方供電線存在一定差異，接觸網懸掛高度和列車比較近，極易被環境污染，在外界環境因素的影響下，絕緣材質、絕緣體和空氣間隙會導致絕緣故障的出現，其主要表現為接觸網帶電部分對接觸體放電，絕緣體部件會被擊穿，出現接觸網放電的現象。造成絕緣故障的主要原因是接觸網懸掛高度和列車比較近，周圍環境污染問題比較嚴重，絕緣子表面會覆蓋大量導電介質出現擊穿現象；清掃工作不到位、周邊出現化工污染問題時，絕緣子表面會覆蓋大量導電介質被擊穿；列車經過時，接觸網和列車會長期處于摩擦運行狀態，接觸網表面出現一層碳粉，而碳粉會使電弧沿著表面出現擊穿故障。

2.3 電氣連接故障

接觸網最核心的功能在于電力供應，屬于一種機電結合的設施，由此在實際的應用中易出現電氣故障。電氣燒傷是接觸網常見故障之一，同時也是影響較為嚴重的故障類型，該故障的產生大部分源于電氣設計，即牽引裕量與牽引運能變化之間的不適應性所致，尤其隨著新時期運輸需求的增加，極大的超出了以往的設計預期，從而導致電氣燒傷故障成為常態。

3 電氣化鐵路接觸網故障的保護措施

3.1 強化接觸網質量管控

電氣化鐵路規模的大幅增加，促使著接觸網管理難度的提升，為有效保證鐵路的持續安全運行，必須要加強對故障源頭的把控，提升對接觸網的質量控制能力。在設計中應針對實際的運力需求進行分析，對跨距及拉出值加以科學計算，以確保接觸網處于受電弓滑板的工作范圍，并預留一定的變化空間，避免意外問題的產生[3]。另外，為規避各類細節問題所引發的故障，在實際的質量控制中應加強對線路設備及零部件的重視，嚴格控制材料的應用標準，使之能夠適用于高負荷的運行狀態。

3.2 注重日常檢修與維護

對于日常的檢修與維護的實施，必須要形成有效的管理機制，特別是將日常檢修與維護納入到管理監督范疇，全面提升日常維護的質量。同時，針對接觸網常見的故障問題，要注重實時分析與定期檢查相結合，對頻發、高發故障進行全面維護，并深入分析故障原因，使故障隱患獲得全面排除。事實上，日常檢修與維護作為基礎性工作，無論是管理者還是操作者，均應當樹立強烈的責任意識，切實將管理深入到細微之處，確保各個環節緊密銜接，避免接觸網故障的頻繁發生，提升電氣化鐵路的穩定運行效率。

3.3 優化外部環境的管理

一方面，相關管理部門要對接觸網周邊環境進行巡查，對于可能引發接觸網故障的隱患進行排除，如對周邊的樹枝、雜草進行清理，并跨越林區的路段進行徹底整治，對特殊地區進行詳實的記錄，以確保其外部環境的高效運行。另一方面，對于接觸網本身也要加強管理，尤其是對設備污穢區實施絕緣清理，面對夏季的雷雨氣候，應對接觸網防雷裝置進行檢測，包括避雷器、接地保護設備等。而在冬季，則應做好除冰等工作，及時發現設備故障隱患，避免引發更大范圍的故障。

4 結語

綜上所述，伴隨電氣化鐵路規模地增加，接觸網的維護需求也不斷提升，作為基礎的電力能源保障設備，加強接觸網故障分析與預防，將有效降低鐵路接觸網故障率，為電氣鐵路運輸提升可靠能源支撐。同時，在防范措施上也應從質量管控、日常維護及環境管理入手，實現管理效能的持續強化，從根源上解決故障問題，確保鐵路運輸的高效運行。