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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date接触网故障的分析判断与处置接触网故障的分析判断与处置接触网故障的分析判断与处置摘要：接触网是牵引供电系统的重要组成部分，是电气化铁路所特有的、为电力机车或动车组提供电能的特殊供电线路，是列车运行的关键设备，对铁路运输有着重要作用。由于其结构特殊且无备用以及运行环境的复杂，其发生故障的频率高、形式多样。在发生接触网故障跳闸时，运用科学的手段对故障情况进行正确的分析判断，
2、对于接触网运行检修人员制定合理的抢修方案有很强的指导意义，同时在故障原因判明后，正确而又有效的处置措施，对于铁路牵引供电的及时恢复也起到关键性作用。关键词：接触网；故障；分析；判断；处置。1 引言目前我国高速铁路动车组全部采用电力牵引方式，牵引供电系统已经成为电气化铁路不可或缺的重要组成部分。随着我国高速铁路网的逐步建成投运,对电气化铁路的质量提出了更高的要求。但伴随着相关设备的老化,及外界环境的客观影响，电气化铁路弓网故障的问题日益突显。如何提高接触网运行质量，消灭弓网故障，是相关单位面临的一个重要课题。同时，接触网故障发生后进行正确的科学分析与判断，并施之恰当的处置措施以确保及时恢复设备正
3、常状态成为铁路供电专业急需解决的问题。2 接触网系统概述2.1接触网概念接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。铁路电气化是中国铁路发展的最终目标，电气化铁路工程又称为“四电工程”，包括“接触网”、“变电”、“信号”、“通信”，其中以接触网作为铁路电气化工程的主构架。接触网主要包含以下几项内容：1.基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；2.基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；3.接触网导线，这部分作用就是传
4、输电流给电力机车；4.其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。2.2接触网特点及要求2.2.1接触网基本特点1.空间环境特性：接触网沿路轨架设，线路四周的各类建筑物、电力书店设施、通讯信号线路与接触网之间相互影响。2.气候特性：大气温度、湿度、冰雪、大风、大雾、污染雷击等气象条件对接触网的作用十分明显。接触网的机电参数，如线索弛度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置，设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气温变化还可能造成重大行车事故。3.无备用特性：接触网沿铁道线架设、发布区域广、加之必须与受电弓滑动接触才能将电能输送给电力牵引机车，
5、因此从技术上无法实现接触网备用，无备用决定了它的脆弱性和重要性，一旦出现故障必将影响列车运行，造成一定的经济损失，解决这一问题的做好途径是从技术上提高接触网的可靠性：从运营维护上加强现代化的检测手段，真正实现接触网的状态修。4.机电特性：接触网是一电力输电线路，它具有电力输电线所具有的一切特性，但它又有一般电力输电线所不具备的特殊性，这种特殊性是由于弓网系统的特殊性所决定的，弓网关系要求接触网必须具有稳定的空间结构、稳定的动态特性、足够的波动速度。为此，接触网应具备良好的机械性能。因此，接触网不仅要满足电气性能的要求，也要满足机械性能的要求，它是一个庞大的机电系统，具有明显的机电特性。5.负荷
6、不确定性：接触网所承担的电力牵引负荷时移动的、不确定的和随机的，负荷变化使接触网经常承受较大冲击，为保证接触网正常运行，接触网必须具有较强的过负荷能力。负荷不确定性对接触网的寿命和安全造成较大的负面影响。2.2.2接触网运行要求1. 在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。 2接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。 3要求接触网对地绝缘好，安全可靠。 4设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。 5尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。3
7、接触网故障分类及其分析判断3.1接触网故障分类3.1.1恶劣天气发生的故障1大雾天气：首先考虑绝缘闪络、击穿与带接刀闸的隔开关连接的分段绝缘烧伤；“V”型天窗作业时渡线分段击穿；电力机车受电弓支持绝缘子击穿引起断线；接触网带电设备对跨桥、管、隧道底面放电等。2大风天气：主要考虑是否网上有异物；树枝与接触网距离不够造成放电；树木倒在接触网上等。 3.雷雨天气：主要考虑避雷器是否炸裂；绝缘子击穿及雷电引起变电所跳闸、电缆头是否损坏、树木倒在接触网上等。3.1.2 晴朗天气发生的故障主要考虑薄弱设备（线岔、锚段关节、分段绝缘器、器械式分相）引发的弓网故障，入地电缆故障，外单位施工地点部件脱落引发故障
8、等。3.1.3 气温急剧变化时发生的故障主要考虑引线、电联接、供电线、上跨桥设备对地绝缘距离减少造成放电或线岔、锚段关节等薄弱设备几何参数变化超限，造成放电或弓网故障的发生。3.2接触网各类故障的分析3.2.1 电气烧伤故障1在铁路电器化接触网设备的各类故障中，电气烧伤故障因其事前难以发现、危害大，已经越来越引起供电部门的重视。在电气化铁路设计中，虽对线路牵引运能的增加裕量有所考虑，但随着铁路快速发展，现在牵引运能的增加已经超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，就发生了电气烧伤。 2接触网主导回路由供电线、隔离开关、隔离开关引线、承力索、接触线、电连接线等组成
9、。各部件间由各种线夹进行连接，使电气回路沿铁路延伸。向电力机车供电的主导回路必须导电良好，才能保证电流的畅通，若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而烧伤接触网设备。 3电气联接部分因连接不良、长时间运行松动等原因引起的电化学腐蚀，造成主导电回路的载面（或当量截面积）不足，电气连接阻抗加大，从而导流不畅，烧伤接触网设备。4站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。 5设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而由于某些非正常原因通过了全部或部分牵引电流。由于这些地方没有保证牵引电流（或其分流）通过
10、的必要的电气连接所以烧伤了接触网设备。 6立体交叉的线索、线索与支持装置间，由于线路阻抗的不同而形成电压差，在风力、温度变化、震动等因素的作用下，他们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。 7两端属同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差，当电力机车通过受电弓短接两供电臂瞬间，在短接点出产生电弧，造成设备的烧伤。 3.2.2 绝缘方面故障接触网作为特殊的高压供电设备，绝缘是其重要的技术指标之一。与地方供电线不同，接触网悬挂高度较低且距离机车较近，绝缘部件容易被环境和混合牵引的机车污染，因此其绝缘难度很大。按照绝缘介质分类，接触网的绝缘主要分
11、为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘，二者有一方发生放电都会影响接触网的正常运行。由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因，绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广，对运输影响也较大，需要认真对待 。3.2.3其他原因故障1接触网部件变形或零部件脱落：由于接触网部件结构问题、长期运用过程中的振动疲劳或施工原因造成带病投入使用，都有可能造成接触网部件变形或零部件脱落。随着车速的提高，接触网部件成为接触网弹性的薄弱环节，即所谓的硬点。由于该处弓网压力加大，其各部螺栓更容易振动脱落引起弓网故障。 2接触网结构不合理：由于施工或设计原因，接触网个别处所在结构上存在问题，当温度变化时由于接触悬挂的热胀冷缩致使相应
12、的线索驰度发生变化(如悬挂间电连接线、中锚辅助绳、开关引线等)。当线索驰度过大时在动态情况下也易形成弓网故障。 3接触网零部件本体和安装形式不合理：由于接触网个别零部件本体或安装形式不合理，在外界自然环境的影响下发生脱落变形，造成设备或弓网故障。如目前在接触悬挂上安装的各种标示牌，由于其面积较大，且用简易铁线固定，极易在风力作用下脱落，当位于受电弓范围内时即形成弓网故障。 4产品质量问题：由于接触网产品质量不合格，使零件在长期动态工作过程中疲劳损坏，或在外界力量的冲击下发生变形，进而使接触网参数或结构发生变化，形成弓网故障。3.3接触网故障判断1永久接地：变电所短路器跳闸，重合闸和强送均不成功
13、，可能由于接触网或供电线段接地、绝缘子击穿、较严重的弓网故障、机车故障等。 2短时接地:变电所跳闸后重合成功，一般是绝缘部件瞬时闪络、电击人或动物、网上飘落物、树枝烧断等。 3断续接地：变电所断路器跳闸重合成功，过一段时间又跳闸，可能是接触网或电力机车绝缘部件闪络；列车超限、货车绑扎绳等松脱；树木与接触网放电、接触网与接地部分距离不够、接触网断线但未落地、弓网故障等。 4断续接地：变电所反馈的信息是：变电所断路器跳闸重合成功，过一段时间又跳闸。其故障可能是由于接触网或电力机车绝缘部件闪络、树木与接触网放电、接触网对地接地距离不够、接触网断线但未落地、列车装载货物超限、一般性的弓网故障等原因所造
14、成。4接触网故障抢修处置既有普速线路在发生接触网故障时通常采取以下两种方式抢修：一是利用开行轨道车到达故障点实施抢修；二是利用汽车到达故障点后，通过组装梯车实施抢修。高铁线路处在偏僻的山区、高架桥及长大隧道，在遇到接触网故障抢修时，如果采用第一种开行轨道车到达故障点实施抢修的方式，必须满足以下两个条件：(1)故障线路无影响轨道车运行的动车组。如果线路有动车影响轨道车进入故障区段，待排空进路，将耗费大量时间，直接影响了故障抢修恢复时间，也影响了事故的定性；(2)邻线动车限速160km/h，在轨道车出动后，邻线的动车速度在轨道车经过的路段都必须限速，在一定程度上扰乱了正常的运输秩序。在满足上述两个
15、基本条件后，轨道车的实际使用情况也大大制约了恢复故障时间，一是轨道车过岔区速度10km/h及轨道车区间运行速度80km/h。高铁区间均为长大区间，最短区间约为35 km，最长区间约为68 km，从轨道车整备、启动运行至车站站台约20分钟，再从车站发车至故障点，所需时间随着路程的增加而增加，最终影响到抢修恢复时间；二是由于受轨道车摆放地点的限制，有些区段轨道车需跨站或跨区间运行，制约了抢修恢复时间。如果采用汽车到达故障地点，将受到三方面制约：1故障点距抢修班组公路路程制约：路程遥远将严重影响了抢修恢复时间； 2路况制约：高铁线路所处位置多为偏僻山区，路况多为单行车道或施工便道，要使用汽车到故障点
16、抢修时，必须要充分预想道路是否畅通，恶劣天气情况下汽车是否可以通过； 3受上道点制约：有些故障点发生在长大隧道或者长大桥梁时，必须从上道口上道，再步行至故障点，这也耗费了大量的时间，影响了整个抢修恢复工作的进度。综上所述，作为一个故障抢修工作，不应该固化一个抢修模式，应该充分利用各种抢修方式的特点、线路的实际情况、现场的故障情况制定合理的抢修方案。以减少恢复故障时间，降低对运输秩序的影响。5结语为了保证接触网的安全运行，应该掌握接触网运行的客观规律，有针对性地加强接触网的检测查维修手段，以使其不出现故障或尽量减少故障出现。另一方面，一旦接触网发生故障，我们必须对故障情况进行正确的分析判断，从而指导故障的抢修，尽量缩短故障延时，在最短时间内恢复送电。最后牵引供电系统设计、管理人员应该不断总结运行经验，在经验上进行总结，在管理方式上创新，在技术、标准上改进提高，以不断增强接触网运行的安全可靠性。-