弓网故障的原因分析及预防措施_郝思伟

第07卷 第08期 中 国 水 运 Vol.7 No.08 2007年 08月 China Water Transport August 2007

收稿日期：2007-5-4

作者简介：郝思伟 男（1975—） 北京交通大学电气学院硕士研究生 济南铁路局调度所工程师

弓网故障的原因分析及预防措施

郝思伟

摘 要：针对弓网故障发生的原因进行了深入分析，找出了发生故障的规律，提出了一些预防措施。对减少弓网故障的发生，具有一定的参考意义。 关键词：弓网故障 原因分析 预防措施

中图分类号：U226.8+

1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）08-0042-02

接触网是沿工务线路架空布置、向电力机车连续提供电力的设备，是电气化铁路的重要组成部分。电力机车通过受电弓滑板和接触线间的滑动摩擦从网上取流，弓网间机械运动会对接触网造成不同程度的损伤，随时改变接触网设备的技术状态，甚至造成行车事故，因此，对弓网故障产生的原因进行分析、提出行之有效的预防措施就显得日益重要。

弓网关系是一种动态关系，弓网故障也是一种关系故障，直接的关系就是接触网的结构特点、技术状态和电力机车受电弓的技术状态。也就是说，弓网故障既可能是接触网状态不良，也可能是由于电力机车受电弓状态不良造成。

一、接触网的原因引起的弓网事故

运营实际表明，对引起弓网故障的原因，需从接触网设备运行的地理环境条件、发生的地点及自身的结构等方面加以分析。统计资料和数据表明，四跨绝缘锚段关节处、定位处、线岔处、小半径曲线（R 小于500mm）处、分相绝缘器和分段绝缘器处、线夹处，是弓网故障的多发区。

1．地理环境原因引起弓网故障

接触网是露天架设无备用设备，济南局地处北方，受地理、地域、自然环境的影响特别大，突出

表现在温度、风力、工业污染等方面。

（1）接触网导线受风力影响偏移值大，接触导线越出受电弓工作范围或者定位装置在风力作用下失去稳定性，造成定位严重偏移，从而引起弓网故障。（2）温度变化大，一方面造成接触网的张力差大，另一方面使接触网导线伸缩变化幅度增大，从而使定位器吊弦等部件的偏移幅度增大，同时带动腕臂偏移。结果，一是形成硬点打弓，二是可能拉脱定位，吊弦打弓或引起刮弓。（3）胶济线、京沪线都经过重污染地区，像娄山、淄博、济西、党家庄等，接触网零部件因污染腐蚀程度严重，造成零件或部件强度降低，开断脱落甚至塌网，从而引起弓网故障。（4）长大坡道，小半径曲线制约接触网的技术条件，是弓网故障的易诱发地域。

2．定位装置

定位装置就是对接触线进行定位的装置，由定位管、定位器、定位线夹以及连接零件组成。作用是根据技术要求，

把接触线进行横向定位。

在直线区段，如果“之”字值过小就会出现受电弓滑板中心局部磨耗过大，降低滑板寿命，严重的则有可能导致弓网故障的发生；“之”字值过大，则在大风天气情况下，造成接触网风偏，使动态拉出值超出受电弓安全工作范围而脱弓，造成刮断接触线或刮坏受电弓等弓网事故。

在曲线区段，由于电力机车车身随线路的外轨超高而向内轨倾斜，机车的受电弓也呈倾斜状。当定位器安装坡度满足不了1：5～1：10的要求，则在运行中很容易发生定位器碰撞受电弓的事。

3．线岔

线岔的作用是在转辙的地方，当一组交叉悬挂的接触线被受电弓抬高时，另一组悬挂的接触线也能同时被抬高，从而使它与另一组接触线产生高差△h。高差随着受电弓靠近始触点而缩少，到达始触点时，高差基本消除而使受电弓顺利，以使接触线不致发生刮弓现象。

如果两接触线相交点在岔心轨距比730mm 小得多的地方，会使接触线距受电弓偏移大，因而有脱弓的危险。相反，若两接触线相交点在岔心轨距过大的地方，两接触线交角小，距受电弓中心偏移很小，受电弓通过时，将一根接触线抬高，而另一根接触线虽然在受电弓抓托范围，但因抬高不够，当受电弓到达始触点时，高差△h 难以消除，易发生钻弓的危险，有可能造成刮弓事故。

4．锚段关节

锚段关节是两个相邻锚段的衔接部分，结构比较复杂，技术要求多而高。一旦安装技术达不到规定要求，极易发生弓网事故：

（1）绝缘锚段关节工作支与非工作支的承力索或接触线间距不符合规定。当锚段关节处隔离开关打开，锚段关节一端停电并接地后，而另一端有电，两组悬挂间由于间距不够，使间隙空气击穿短路，放电烧坏部件；当停电结束，隔离开关合上送电后，电力机车受电弓通过时，由于接触网部件烧坏造成刮弓故障，或者因取流过大烧断线索造成接触网设备故障。（2）绝缘锚段关节在转换柱处，非工作支接触线通过

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不够，受电弓打在分段绝缘子串后刮弓。当受电弓打击分段绝缘子串后，一是直接造成锚段关节处刮弓故障；二是虽未直接造成锚段关节处刮弓故障，但被损伤的受电弓继续运行，在其他接触网设备不良处造成弓网故障。（3）绝缘锚段关节在转换柱处，两组悬挂的承力索和接触线的水平和垂直距离满足的要求，但两组悬挂上所安装的部件间的距离小于450mm，当锚段关节一端停电接地后，两组悬挂部件间空气间隙不够，造成空气击穿短路放电烧坏部件或烧断线索，也能造成刮弓故障或设备故障。（4）绝缘锚段关节各部间隙满足要求，但两组悬挂接触线拉出值（“之”字值）超标，致使某一支接触线不在受电弓工作范围内，受电弓脱弓或钻弓造成刮弓故障。（5）非绝缘锚段关节转换柱处，非工作支接触线抬高不够（远小于200mm），当受电弓运行将工作支抬高时，由于非工作支接触线抬高不够，致使受电弓钻入非工作支上部或碰撞非工作支锚支定位卡子，从而引起刮弓故障。

5．分段绝缘器

分段绝缘器一旦严重失去水平，就会打坏或刮坏受电弓，造成刮弓故障。

6．分相绝缘器

分相绝缘器绝缘元件安装不端正，与接触线连接处底部有扭曲和硬弯，形成硬点，则会出现打弓、碰弓现象。

7．电连接

接触线电连接线夹安装不正，造成偏斜，被受电弓打掉，进而引起刮弓事故；承力索与接触线垂直电连接松弛，当温度增大时，松弛到接触线的下方，被运行的受电弓打坏刮弓，垂直部分地圈与接触线距离太少，被受电弓打坏或刮弓。

8．接触网硬点

硬点是接触悬挂中一种有害的物理现象，是对接触悬挂中由于质量集中（质量分布不均）或弹性突变（弹性不均）可能改变机车受电弓运行状态的处所的统称,是一种不可消除的客观存在。

当机车受电弓高速通过接触网硬点时，由于受电弓与硬点在线路方向上是正面冲击，相对速度较高，当冲击发生时，轻则影响机车取流，重则会打坏机车受电弓，造成弓网事故，严重影响安全运输。

二、电力机车受电弓引起弓网故障

电力机车受电弓引起弓网故障因素对电力机车受电弓状态不良或缺陷引起弓网故障，主要从支架和滑板两部分结构加以分析。

1．支架引起弓网故障的原因

（1）受电弓三角板有裂纹或其他原因造成断裂引起弓网故障。受电弓三角板是安装在受电弓架上方与滑板相连的部件，一般为厚度3mm大铸铝件。由于其强度低，且铸造时易有质量缺陷，极易在运行中断裂而引起弓网故障。（2）受电弓推杆、平衡杆故障引起弓网故障。平衡杆的作用是和上部框架、安装滑板的支架组成四连机构，以使滑板在整个运动过程中保持水平状态，平衡杆因某种原因折断时，滑板在运行中不能保持水平状态，从而引起弓网故障。推杆是受电弓下部四连机构的重要组成部分，一旦推杆折断，下部四连机构被破坏，将引起弓网故障。（3）升、降弓弹簧有裂纹缺陷，运行中折断引起弓网故障。（4）受电弓安装位置误差引起的弓网故障。电力机车受电弓中心线与车体的纵向轴线和车体轴线存在较大误差，使某一位置接触导线拉出值正常时，接触导线却越出受电弓的工作范围，脱弓后引起弓网故障。（线路差值、轮对差值与弓面差值约为1：4的关系）。（5）受电弓的支架，弹簧安装及调整时，未按工艺检修不能保证滑板的稳定性、水平度，运行中摆动幅度大引起弓网故障。

2．滑板引起弓网故障的原因

（1）受电弓滑板在运行中因长时间磨损或与接触导线及相关零部件碰击损伤，形成沟豁。沟豁卡滞接触线，接触线反弹，引起刮弓。（2）滑板使用时间过长，因电弧烧损或氧化，滑板强度下降，通过硬点时滑条被打断，引起刮弓。（3）滑条紧固不牢翘起，卡滞接触线，引起弓网故障。（4）更换钢滑条时，处理新旧滑条接口处的工艺不符合规定，如间隙大，过渡处不平等，运行中卡滞接触导线或与接触导线相碰击，引起弓网故障。（5）滑板材质与接触线材质（硬度）配合不当，滑条磨损（小于3—4mm）严重未及时发现并更换，造成滑板工作面不平滑，滑条开断或其他缺陷，引起弓网故障。

三、预防措施

1．施工时严格工艺标准，加强对定位装置的技术要求：一是转动灵活，在温度变化时，接触线沿顺线路发生移动时，定位装置应能以固定点为圆心，灵活地随接触线沿线路方向相应移动；其二是重量尽量轻，在受电弓通过定位点时，它能上下动作自如，并且有一定的抬升量，不产生明显的硬点，其静态弹性和跨距中部应尽量一致；其三是具有一定的防风稳定功能。

2．采用新材料、新设备。将绝缘瓷瓶更换为复合材料的轻型绝缘子，减轻分相、分段绝缘器质量，采用锚段关节式空气绝缘分相。改善设备的运行状态，减小硬点对弓网关系的影响。

3．按时检修，确保检修质量。按时对接触网设备进行检修，及时消除导线接头处存在的台阶；调整分相、分段的水平状态；减少硬点对受电弓造成的冲击。在检修中要认真测量线岔非工作支或侧线工作支抬高量，检查始触区内是否存在各种线；对导线接头按规定及时检修，有条件的情况下更换接触线，彻底消除导线接头硬点，避免出现导线接头打碰弓的情况。及时调整导线导高，降低导线坡度，消除由导线坡度导致的冲击。

4．加强与工务的协调配合。接触网工区要加强与工务部门的协调配合，及时掌握工务施工动态，及时调整拉出值和导高，避免因工务施工导致接触网技术数据发生变化而引起弓网事故。

参考文献

[1] 于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版

社.

[2] 张道俊，张韬.接触网运营检修与管理.中国铁道出版社