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干貨|鐵路接觸網故障的原因及維護措施

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2022/7/26 瀏覽次數：

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　　作為電氣化鐵道內的重要供電設備之一，接觸網屬于具有特殊形式的輸電電路，主要架設在鐵路沿線上空，不具備室外供電設備，時常會受到來自風、霜、雨、雪等惡劣天氣條件的影響，只要受到損壞就會中斷行車，帶給鐵路運輸的損失十分巨大。

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　　一、接觸網發生故障原因
　　1、自然環境條件
　　鐵路接觸網長期處于露天環境下，氣候變化很容易對接觸網設備產生影響。在實際的操作中，一旦出現雷雨天氣或者大霧，就會造成接觸網天窗部分被擊穿，機車部分會因斷電現象從而形成燒傷隔離，被破壞的環境也會破壞接觸網的結構。凍雨天氣還會破壞電力線，凍結電網，導致接觸網出現弓網現象。泥石流、地震這些外界作用力也會破壞接觸網線路，污穢的環境會降低接觸網的絕緣性。這些因素都會導致接觸網的有關參數發生變化，使得鐵路運輸出現巨大的損失。
　　2、接觸網材料
　　鐵路接觸網建設材料的優劣是導致接觸網產生故障的原因之一，在選購接觸網材料時，采購人員沒有按照相關的設計要求進行選購，導致接觸網的性能和使用期限降低，出現故障的概率也會增加。
　　3、接觸網的檢驗工作
　　接觸網出現的故障可以分為以下方面：一是機械受力強度不足時，導致接觸網零部件變形的主要原因，特別是當接觸網出現過度勞損的情況下。二是檢驗人員在進行檢驗工作時，對接觸網零部件的檢驗沒有到位，導致接觸網零部件的脫落，從而影響接觸網的正常運行。數量劇增的列車會相應提高鐵路的運輸量，從而降低天窗的時間，無法正常進行接觸網的維護和修理，長時間的磨損會導致接觸網結構遭到破壞，導致故障出現的概率增加。

　　二、接觸網故障類型
　　1、電氣聯結故障
　　接觸網是結合機電結合的一種供電設施，在實際的運行過程中，經常會出現電氣故障方面的問題。常見、嚴重的一種故障就是電氣燒傷，導致電氣燒傷的原因主要是在電氣化設計的過程中，牽引裕量跟不上牽引運能的變化，特別是我國當下的經濟水平發展推動著鐵路運輸速度的加快，導致牽引運能遠遠超過一開始設計的裕量，非常容易造成電氣燒傷的故障。
　　2、弓網故障
　　弓網存在的意義主要是實現電能的輸送，一般通過單邊供電、雙邊供電、越區供電的模式進行電能的供送。弓網出現故障的主要原因是接觸網的零部件發生脫落。長時間的使用容易導致接觸網的零部件的部件產生變形或者脫落，或者是因技術的提升，零部件的性能無法適應列車逐步加快的速度。惡劣的天氣或者過大的溫差變化也會導致弓網出現故障，致使接觸網運行過程中的隱患越來越大。
　　3、絕緣方面的故障
　　接觸網本身屬于一種高壓的供電設施，與其他供電設施相比，接觸網與列車的距離較近，容易受到外界因素的影響和干擾。接觸網出現故障的主要原因是材料的質量和空氣產生的空隙。長時間的污染會導致絕緣子表面產生大量的導電物體，容易使絕緣子被擊穿。列車在運行過程中，列車和接觸網會產生摩擦，二者接觸的地方會積累碳粉，長時間的接觸下會增大故障發生的概率，雷擊、覆冰也會導致接觸網絕緣子產生擊穿、放電故障。由此可見，在雷雨季節或者雨雪天氣，需要格外注意對絕緣子的防護，及時防污或者除冰。
　　4、支持裝置的故障
　　支持裝置是接觸網運行過程中重要的一個部件，它在運行的過程會出現定位管腐蝕、絕緣子破裂、腕臂彎曲方面的故障。支持裝置的腕臂發生彎曲或者斷裂、偏移現象的原因主要是受電弓的故障或者是定位線夾失效，從而造成定位鉤斷裂或者變形。

　　三、電氣化鐵路接觸網故障維護措施
　　1、接觸網質量控制
　　當前在部分電氣化鐵路工程中，由于接觸網結構設計不合理，或是安裝質量不佳，在長時間運行中，受到外部環境、牽引供電系統波動與自身老化磨損等因素影響，容易出現部件脫落、弓網放電、絕緣擊穿等故障。
　　因此，為預防和減少接觸網故障問題的出現，在電氣化鐵路工程正式投運前，工作人員必須對接觸網安裝質量進行整體檢查驗收，及時發現并解決所存在的質量問題。首先，對零部件規格尺寸與安裝位置進行檢測，校正部件結構偏移位置，更換正確規格尺寸與外觀結構完好的全新部件。其次，對接觸網結構合理性進行論證，基于論證結果調整接觸網結構，如在接觸網曲線半徑過小，且設置四跨絕緣錨段關節時，應預留適當余量，保障接觸網穩定處于受電弓滑板工作范圍以內。最后，對接觸網開展調試運行試驗，檢查接觸網在不同條件下的運行工況。
　　2、加大接觸網日常檢修力度
　　電氣化鐵路接觸網頻繁出現絕緣擊穿與弓網放電等運行故障的主要原因之一為：接觸網日常檢修維護工作力度較小，無法及時發現并解決故障問題，從而導致故障嚴重程度提升，嚴重威脅鐵路交通運輸安全。
　　因此，需要采取以下措施，以提高日常檢修維護工作效率，加大工作開展力度：①重點解決歷史遺留問題。對原有資料數據進行梳理分析，了解并解決所存在的質量隱患，如更換老舊破損設備，加大對故障高發區域的維護檢修工作力度，完善檢修維護工作體系。②在出現各類接觸網運行故障前，會顯露出較為明顯的前期征兆，如拉出值異常提升。因此，需要采取狀態監測技術，在電氣化鐵路接觸網中設置若干數量監測點，在監測到異常參數時，組織人員前往異常點進行維護檢修，提前預防或及時處理接觸網故障。③根據接觸網實際運行情況，分析絕緣擊穿等故障問題的出現概率，合理設定線路清掃等工作的開展頻率，定期清除絕緣裝置、線索與螺栓墊片等部件表面附著的灰塵污漬與導電物體，并對松動零部件進行緊固處理，以消除故障隱患。同時，如果存在部件松動現象，可選擇額外設置防松墊片。而在氣候條件較為復雜區域，提高螺栓等零部件的更換頻率。④對于容易出現非正常過流現象的承力索導線，需要額外設置穩定電連接，保障電連接線夾設備安全穩定運行。
　　3、弓網狀態監測
　　為預防弓網故障出現，應依托計算機系統與信息化技術，構建弓網自動監控系統，在弓網中設置若干數量傳感器裝置，傳感器持續向系統上傳監測數據，工作人員對比監測數據與額定值，即可準掌握弓網實時運行情況，發現故障問題，快速鎖定故障點位與開展檢修工作。例如，在某電氣化鐵路工程中，弓網主要監測項目包括接觸線高度、拉出值、振動補償值、雙支接觸線高度差、雙支接觸線橫向距離。其中，拉出值測量范圍為±625mm、分辨率為1mm、最大允許誤差為±10mm。
　　4、變壓器瓦斯保護
　　對日常維護檢修工作的開展以及對自動監控系統的搭建，雖然可以明顯降低接觸網運行故障的出現概率，但卻無法預防故障問題的出現。因此，為減小接觸網故障所造成損失程度，控制故障實際影響范圍，應引入變壓器瓦斯保護機制，配置氣體繼電器以提供瓦斯保護，將其設置在變壓器油箱與油枕間隔區域的聯通管中。如此，在裝置監測到變壓器頂蓋部位聚積氣泡時，將快速執行瓦斯保護措施，以消除變壓器油箱外側套管與斷路器連接線故障。

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