电气化铁道接触网故障分析与对策

电气化铁道接触网故障分析与对策

摘要

电气化铁道有着运营成本低，能合理、综合利用能源等优点。由于动车组结构、速度、动力特性需要，全部为电力驱动。在铁路电气化区段牵引供电系统已和信号系统、工务系统一同成为不可或缺的重要组成部分。尤其是动车组自身不带发电设备，车内各种工作和生活用电均直接从接触网上取电．一旦发生断电将会直接影响列车和旅客的工作生活。因此如何确保牵引供电设备的正常运行已成为牵引供电专业急需解决的问题。接触网是牵引供电系统中的重要组成部分，由于其设置的特殊性(机、电合一，露天设置，动态工作，没有备用)，所以一旦发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行，严重时还会中断电气化铁路的行车功能。因此分析和研究其常见故障，制定切实可行的防范措施尤显重要。通过对电气化铁路及新增二线电气化铁路改造中出现的接触网弓网故障进行分析，从弓网关系入手，分析造成接触网事故产生的各种因素，并提出预防和减少接触网事故的措施。

关键词：接触网，接触悬挂，补偿装置，弓网故障

目录

绪论

接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路，是电气化铁道中的主要供电装置之一，其功用是通过它与受电弓的直接接触，而将电能传送给电力机车。随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等，使接触网的结构逐渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。

接触网是一种露天设置，没有备用的户外供电装置，经常受冰、霜、风等恶劣气象条件的影响，一旦损坏将中断行车，给铁路运输带来巨大损失。因此，一个好的接触网应满足以下基本要求：

1.接触网悬挂应弹性均匀、即悬挂点间的导线在受电弓抬升力的作用下，接触线的升高应尽量相等，且接触线在悬挂点间应无硬点存在。以保证受电弓的正常取流。

2.接触线对轨面的高度应尽量相等，若受悬挂条件限制时，接触线高度变化应避免出现陡坡。

3.接触网在受电弓压力及风力等作用下应有良好的稳定性，即电力机车运行取流时，接触线不发生剧烈的上、下振动。在风力作用下不发生过大的横向摆动。

4.接触网的结构及零件应力求轻巧简单，做到标准化，以便检修和互换，缩短施工与运营维护时间。

5.接触网应具有一定的抗腐蚀能力和耐磨性，以延长使用寿命。

6.接触网的建设应注意节约有色金属及其它贵重材料，以降低造价。

弓网概述

接触网的组成

一、组成部分

1、接触悬挂：接触线、吊弦、承力索以及连接它们的零件组成。作用是将电能输送给电力机车。

2、支持装置：腕臂、拉杆（压管）、定位装置等连接件组成。作用是用来悬吊和支持接触悬挂，并将负

载传递给支柱或其它建筑物。

3、支柱与基础：钢筋混凝土柱和基坑、钢柱和基础。作用是承受接触悬挂和支持装置的全部负载。

二、悬挂分类

（一）简单接触悬挂：无承力索

1、未补偿简单接触悬挂

特点：由于接触网热长冷缩的特性，使导线张力和弛度变化过大，接触线各点弹性不均匀，特别是受电弓高速滑行通过定位点时，容易脱离接触而产生电弧，烧伤接触线和受电弓。另一方面由于张力过大拉断接触线，它一般用于车速较低的线路。

2、带补偿简单接触悬挂

特点：导线带补偿装置，但弛度较大，有硬点、弹性不均匀，一般未采用。

3、带补偿弹性简单接触悬挂

特点：在接触悬挂点加装8—16米长的弹性吊索，减小驰度，消除硬点，改善机车取流，提高车速。链形接触悬挂增加了承力索，用吊弦连接。

1、未补偿简单链形接触悬挂

特点：导线和承力索均为硬锚，

2、半补偿简单链形接触悬挂

特点：导线带补偿装置，但当温度变化时吊弦偏移较大，造成接触线各断面不均，一般用在侧线和支线。

3、半补偿弹性链形接触悬挂

特点：在接触悬挂点加装了15米GJ-10的补偿绳，用U型滑动夹板相连，安装一根或两根短吊弦。

4、全补偿链形悬挂

特点：承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置。

三供电方式

1、单边供电：每一个供电分区只从一端牵引变电所获得电能的方式。

2、双边供电：两个供电分区可同时从两个牵引变电所获得电能的方式。

3、越区供电：当牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变

电所担负的供电臂，经分区亭开关与相邻供电臂接通，由相邻变

电所进行临时供电。

弓网故障分析

接触网是一种机、电合一的特殊设备，既有机械方面的结构特点，也有电气方面的技术要求，相辅相成、缺一不可。接触网的常见故障主要表现在3个方面：空间结构尺寸方面；导电回路方面；绝缘方面

空间结构尺寸方面故障

接触网是一种特殊的供电设备，所谓特殊即其不仅要保障质量良好地向电力机车提供电流，而且还要保证接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上，保证受电弓能质量良好地、平滑地从接触线上取流。由于机车受电弓宽度有限，且机车运行速度愈来愈快。因此接触网的技术参数一旦发生变化或接触悬挂上零件一旦脱落，就会对电力机车或电动车的运行造成障碍，严重时还会造成弓网故障。

1．1 故障现象

(1)接触网参数变化。

(2)接触网线索、零部件脱落。

(3)接触网零部件变形，脱落。

1．2 原因分析

(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。

(5)自然灾害：由于接触网漏天设置，受自然环境影响较大(如雨、雪风等恶劣天气条件下造成的塌方造成的支柱倾斜，接触网参数变形等)；同时由于设置位置限制还会由于外界动力机械的撞击造成接触网支柱及接触悬挂参数的变化等。