作為電氣化鐵道內(nèi)的重要供電設(shè)備之一
屬于具有特殊形式的輸電電路
主要架設(shè)在鐵路沿線上空
不具備室外供電設(shè)備
時(shí)常會(huì)受到
來自風(fēng)、霜、雨、雪等惡劣天氣影響
只要受到損壞就會(huì)中斷行車
帶給鐵路運(yùn)輸?shù)膿p失十分巨大
01
接觸網(wǎng)發(fā)生故障原因
| 自然環(huán)境條件 |
鐵路接觸網(wǎng)長(zhǎng)期處于露天環(huán)境下，氣候變化很容易對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生影響。
在實(shí)際的操作中，一旦出現(xiàn)雷雨天氣或者大霧，就會(huì)造成接觸網(wǎng)天窗部分被擊穿，機(jī)車部分會(huì)因斷電現(xiàn)象從而形成燒傷隔離，被破壞的環(huán)境也會(huì)破壞接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。
凍雨天氣還會(huì)破壞電力線，凍結(jié)電網(wǎng)，導(dǎo)致接觸網(wǎng)出現(xiàn)弓網(wǎng)現(xiàn)象。泥石流、地震這些外界作用力也會(huì)破壞接觸網(wǎng)線路，污穢的環(huán)境會(huì)降低接觸網(wǎng)的絕緣性。
這些因素都會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)的有關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，使得鐵路運(yùn)輸出現(xiàn)巨大的損失。
| 接觸網(wǎng)材料 |
鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)材料的優(yōu)劣是導(dǎo)致接觸網(wǎng)產(chǎn)生故障的原因之一，在選購接觸網(wǎng)材料時(shí)，采購人員沒有按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選購，導(dǎo)致接觸網(wǎng)的性能和使用期限降低，出現(xiàn)故障的概率也會(huì)增加。
| 接觸網(wǎng)的檢驗(yàn)工作 |
接觸網(wǎng)出現(xiàn)的故障，可以分為以下方面
一是機(jī)械受力強(qiáng)度不足時(shí)，導(dǎo)致接觸網(wǎng)零部件變形的主要原因，特別是當(dāng)接觸網(wǎng)出現(xiàn)過度勞損的情況下。
二是檢驗(yàn)人員在進(jìn)行檢驗(yàn)工作時(shí)，對(duì)接觸網(wǎng)零部件的檢驗(yàn)沒有到位，導(dǎo)致接觸網(wǎng)零部件的脫落，從而影響接觸網(wǎng)的正常運(yùn)行。
數(shù)量劇增的列車會(huì)相應(yīng)提高鐵路的運(yùn)輸量，從而降低天窗的時(shí)間，無法正常進(jìn)行接觸網(wǎng)的維護(hù)和修理，長(zhǎng)時(shí)間的磨損會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致故障出現(xiàn)的概率增加。
02
接觸網(wǎng)故障類型
| 電氣聯(lián)結(jié)故障 |
接觸網(wǎng)是結(jié)合機(jī)電結(jié)合的一種供電設(shè)施，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電氣故障方面的問題。
常見、嚴(yán)重的一種故障就是電氣燒傷，導(dǎo)致電氣燒傷的原因主要是在電氣化設(shè)計(jì)的過程中，牽引裕量跟不上牽引運(yùn)能的變化，特別是我國(guó)當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展推動(dòng)著鐵路運(yùn)輸速度的加快，導(dǎo)致牽引運(yùn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最初設(shè)計(jì)的裕量，非常容易造成電氣燒傷的故障。
| 弓網(wǎng)故障 |
弓網(wǎng)存在的意義主要是實(shí)現(xiàn)電能的輸送，一般通過單邊供電、雙邊供電、越區(qū)供電的模式進(jìn)行電能的供送。弓網(wǎng)出現(xiàn)故障的主要原因是接觸網(wǎng)的零部件發(fā)生脫落。
長(zhǎng)時(shí)間的使用容易導(dǎo)致接觸網(wǎng)的零部件的部件產(chǎn)生變形或者脫落，或者是因技術(shù)的提升，零部件的性能無法適應(yīng)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(huì)導(dǎo)致弓網(wǎng)出現(xiàn)故障，致使接觸網(wǎng)運(yùn)行過程中的隱患越來越大。
| 絕緣方面的故障 |
接觸網(wǎng)本身屬于一種高壓的供電設(shè)施，與其他供電設(shè)施相比，接觸網(wǎng)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(wǎng)出現(xiàn)故障的主要原因是材料的質(zhì)量和空氣產(chǎn)生的空隙。長(zhǎng)時(shí)間的污染會(huì)導(dǎo)致絕緣子表面產(chǎn)生大量的導(dǎo)電物體，容易使絕緣子被擊穿。
列車在運(yùn)行過程中，列車和接觸網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生摩擦，二者接觸的地方會(huì)積累碳粉，長(zhǎng)時(shí)間的接觸下會(huì)增大故障發(fā)生的概率，雷擊、覆冰也會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)絕緣子產(chǎn)生擊穿、放電故障。由此可見，在雷雨季節(jié)或者雨雪天氣，需要格外注意對(duì)絕緣子的防護(hù)，及時(shí)防污或者除冰。
| 支持裝置的故障 |
支持裝置是接觸網(wǎng)運(yùn)行過程中重要的一個(gè)部件，它在運(yùn)行的過程會(huì)出現(xiàn)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(fā)生彎曲或者斷裂、偏移現(xiàn)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。
03
電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障維護(hù)措施
| 接觸網(wǎng)質(zhì)量控制 |
當(dāng)前在部分電氣化鐵路工程中，由于接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或是安裝質(zhì)量不佳，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，受到外部環(huán)境、牽引供電系統(tǒng)波動(dòng)與自身老化磨損等因素影響，容易出現(xiàn)部件脫落、弓網(wǎng)放電、絕緣擊穿等故障。
因此，為預(yù)防和減少接觸網(wǎng)故障問題的出現(xiàn)，在電氣化鐵路工程正式投運(yùn)前，工作人員必須對(duì)接觸網(wǎng)安裝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決所存在的質(zhì)量問題。
首先，對(duì)零部件規(guī)格尺寸與安裝位置進(jìn)行檢測(cè)，校正部件結(jié)構(gòu)偏移位置，更換正確規(guī)格尺寸與外觀結(jié)構(gòu)完好的全新部件。
其次，對(duì)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行論證，基于論證結(jié)果調(diào)整接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如在接觸網(wǎng)曲線半徑過小，且設(shè)置四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)時(shí)，應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余量，確保接觸網(wǎng)穩(wěn)定處于受電弓滑板工作范圍以內(nèi)。
最后，對(duì)接觸網(wǎng)開展調(diào)試運(yùn)行試驗(yàn)，檢查接觸網(wǎng)在不同條件下的運(yùn)行工況。
| 加大接觸網(wǎng)日常檢修力度 |
電氣化鐵路接觸網(wǎng)頻繁出現(xiàn)絕緣擊穿與弓網(wǎng)放電等運(yùn)行故障的主要原因之一為：接觸網(wǎng)日常檢修維護(hù)工作力度較小，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決故障問題，從而導(dǎo)致故障嚴(yán)重程度提升，嚴(yán)重威脅鐵路交通運(yùn)輸安全。
因此，需要采取以下措施，以提高日常檢修維護(hù)工作效率，加大工作開展力度
①重點(diǎn)解決歷史遺留問題。對(duì)原有資料數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理分析，了解并解決所存在的質(zhì)量隱患，如更換老舊破損設(shè)備，加大對(duì)故障高發(fā)區(qū)域的維護(hù)檢修工作力度，完善檢修維護(hù)工作體系。
②在出現(xiàn)各類接觸網(wǎng)運(yùn)行故障前，會(huì)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(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，在電氣化鐵路接觸網(wǎng)中設(shè)置若干數(shù)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在監(jiān)測(cè)到異常參數(shù)時(shí)，組織人員前往異常點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)檢修，提前預(yù)防或及時(shí)處理接觸網(wǎng)故障。
③根據(jù)接觸網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，分析絕緣擊穿等故障問題的出現(xiàn)概率，合理設(shè)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(dǎo)電物體，并對(duì)松動(dòng)零部件進(jìn)行緊固處理，以消除故障隱患。同時(shí)，如果存在部件松動(dòng)現(xiàn)象，可選擇額外設(shè)置防松墊片。而在氣候條件較為復(fù)雜區(qū)域，提高螺栓等零部件的更換頻率。
④對(duì)于容易出現(xiàn)非正常過流現(xiàn)象的承力索導(dǎo)線，需要額外設(shè)置穩(wěn)定電連接，確保電連接線夾設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
| 弓網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè) |
為預(yù)防弓網(wǎng)故障出現(xiàn)，應(yīng)依托計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與信息化技術(shù)，構(gòu)建弓網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，在弓網(wǎng)中設(shè)置若干數(shù)量傳感器裝置，傳感器持續(xù)向系統(tǒng)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，工作人員對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與額定值，即可準(zhǔn)確掌握弓網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)故障問題，快速鎖定故障點(diǎn)位與開展檢修工作。
例如，在某電氣化鐵路工程中，弓網(wǎng)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括接觸線高度、拉出值、振動(dòng)補(bǔ)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(cè)量范圍為±625mm、分辨率為1mm、最大允許誤差為±10mm。
| 變壓器瓦斯保護(hù) |
對(duì)日常維護(hù)檢修工作的開展以及對(duì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，雖然可以明顯降低接觸網(wǎng)運(yùn)行故障的出現(xiàn)概率，但卻無法徹底預(yù)防故障問題的出現(xiàn)。
因此，為減小接觸網(wǎng)故障所造成損失程度，控制故障實(shí)際影響范圍，應(yīng)引入變壓器瓦斯保護(hù)機(jī)制，配置氣體繼電器以提供瓦斯保護(hù)，將其設(shè)置在變壓器油箱與油枕間隔區(qū)域的聯(lián)通管中。
如此，在裝置監(jiān)測(cè)到變壓器頂蓋部位聚積氣泡時(shí)，將快速執(zhí)行瓦斯保護(hù)措施，以消除變壓器油箱外側(cè)套管與斷路器連接線故障。
