接觸網(wǎng)常見故障分析及對策

1、.第四章、牽引網(wǎng)常見故障分析及對策第 1 節(jié)、牽引網(wǎng)故障現(xiàn)象與分析第 2 節(jié)、故障處理措施第 3 節(jié)、電氣燒傷故障原因分析第 4 節(jié)、 電氣聯(lián)結(jié)方面故障第 5 節(jié)、絕緣方面故障第四章、接觸網(wǎng)常見故障分析及對策隨著以動車組開行為標志的鐵路第六次大面積提速調(diào)圖工作順利實施， 在我國的繁忙鐵路干線上又多了一道靚麗的風(fēng)景動車組。 由于動車組結(jié)構(gòu)、速度、動力特性需要，全部為電力驅(qū)動。在鐵路電氣化區(qū)段牽引供電系統(tǒng)已和信號系統(tǒng)、工務(wù)系統(tǒng)一同成為不可或缺的重要組成部分。尤其是動車組自身不帶發(fā)電設(shè)備，車內(nèi)各種工作和生活用電均直接從接觸網(wǎng)上取電 一旦發(fā)生斷電將會直接影響列車和旅客的工作生活。 因此如何確保牽引供電

2、設(shè)備的正常運行已成為牽引供電專業(yè)急需解決的問題接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)中的重要組成部分，由于其設(shè)置的特殊性 ( 機、電合一，露天設(shè)置，動態(tài)工作，沒有備用 ) ，所以一旦發(fā)生故障將會直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運行， 嚴重時還會中斷電氣化鐵路的行車功能。 因此分析和研究其常見故障，制定切實可行的防范措施尤顯重要； 接觸網(wǎng)是一種機、 電合一的特殊設(shè)備，既有機械方面的結(jié)構(gòu)特點，也有電氣方面的技術(shù)要求，相輔相成、缺一不可。接觸網(wǎng)的常見故障主要表現(xiàn)在 3 個方面：空間結(jié)構(gòu)尺寸方面； 導(dǎo)電回路方面；絕緣方面；空間結(jié)構(gòu)尺寸方面故障； 接觸網(wǎng)是一種特殊的供電設(shè)備， 所謂特殊即其不僅要保障質(zhì)量良好地向電力機車提供電流

3、， 而且還要保證接觸懸掛能牢固地處在規(guī)定的空間幾何位置上， 保證受電弓能質(zhì)量良好地、 平滑地從接觸線上取流。由于機車受電弓寬度有限， 且機車運行速度愈來愈快。 因此接觸網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)一旦發(fā)生變化或接觸懸掛上零件一旦脫落， 就會對電力機車或電動車的運行造成障礙，嚴重時還會造成弓網(wǎng)故障。第一節(jié)、接觸網(wǎng)故障現(xiàn)象與原因分析4.1.1 、故障現(xiàn)象.(1) 弓網(wǎng)故障。(2) 接觸網(wǎng)參數(shù)變化。(3) 接觸網(wǎng)線索、零部件脫落。(4) 接觸網(wǎng)零部件變形，脫落。4.2.2 、 原因分析：(1) 施工質(zhì)量不合格：尤其是各部螺栓未按規(guī)定緊固到位，造成螺栓在運行過程中松動、脫落，使接觸網(wǎng)參數(shù) ( 如拉出值、線岔參數(shù) )

4、發(fā)生變化，當其參數(shù)超越受電弓的工作范圍時，常常會發(fā)生鉆弓、打弓故障。(2) 接觸網(wǎng)部件變形或零部件脫落：由于接觸網(wǎng)部件結(jié)構(gòu)問題、長期運用過程中的振動疲勞或施工原因造成帶病投入使用， 都有可能造成接觸網(wǎng)部件變形或零部件脫落。 隨著車速的提高， 接觸網(wǎng)部件成為接觸網(wǎng)彈性的薄弱環(huán)節(jié)， 即所謂的硬點。由于該處弓網(wǎng)壓力加大，其各部螺栓更容易振動脫落引起弓網(wǎng)故障。(3) 接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理：由于施工或設(shè)計原因，接觸網(wǎng)個別處所在結(jié)構(gòu)上存在問題，當溫度變化時由于接觸懸掛的熱脹冷縮致使相應(yīng)的線索馳度發(fā)生變化( 如懸掛間電連接線、 中錨輔助繩、 開關(guān)引線等 ) 。當線索馳度過大時在動態(tài)情況下也易形成弓網(wǎng)故障。(4)

5、 接觸網(wǎng)零部件本體和安裝形式不合理： 由于接觸網(wǎng)個別零部件本體或安裝形式不合理，在外界自然環(huán)境的影響下發(fā)生脫落變形，造成設(shè)備或弓網(wǎng)故障。如目前在接觸懸掛上安裝的各種標示牌，由于其面積較大，且用簡易鐵線固定，極易在風(fēng)力作用下脫落，當位于受電弓范圍內(nèi)時即形成弓網(wǎng)故障(5) 產(chǎn)品質(zhì)量問題：由于接觸網(wǎng)產(chǎn)品質(zhì)量不合格， 使零件在長期動態(tài)工作過程中疲勞損壞， 或在外界力量的沖擊下發(fā)生變形， 進而使接觸網(wǎng)參數(shù)或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成弓網(wǎng)故障。.(6) 自然災(zāi)害：由于接觸網(wǎng)漏天設(shè)置，受自然環(huán)境影響較大 ( 如雨、雪風(fēng)等惡劣天氣條件下造成的塌方造成的支柱傾斜，接觸網(wǎng)參數(shù)變形等) ；同時由于設(shè)置位置限制還會由于外界動

6、力機械的撞擊造成接觸網(wǎng)支柱及接觸懸掛參數(shù)的變化等。第二節(jié)、故障處理措施(1) 嚴格驗收程序：在驗收階段不僅對接觸網(wǎng)各部參數(shù)進行測量驗收，還要對接觸網(wǎng)各部螺栓進行檢查，防止設(shè)備帶病投人運行。(2) 加強對接觸網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)測： 嚴格按照測量、 巡視周期對接觸網(wǎng)進行監(jiān)測，掌握設(shè)備技術(shù)狀態(tài)， 發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 接觸網(wǎng)參數(shù)測量主要對影響弓網(wǎng)取流的接觸網(wǎng)參數(shù)進行測量：如線岔、錨段關(guān)節(jié)、分段、分相、中心錨結(jié)、接觸線參數(shù)等。對測量后參數(shù)要進行綜合分析，以發(fā)現(xiàn)和解決缺陷。(3) 加強對接觸網(wǎng)各部螺栓、螺母、彈墊、防松墊片的平推、檢查：在設(shè)備投人時要對各部螺栓進行平推緊固， 在此基礎(chǔ)上通過抽查逐步摸索螺栓動態(tài)松動

7、周期，及時進行緊固， 確保各部參數(shù)處于標準范圍。 同時在有條件的情況下盡可能多地使用防松螺母及墊片(4) 對不能適應(yīng)列車運行條件的接觸網(wǎng)部件和處所進行改造：如高速動車組運行區(qū)段的分段、分相和抬高受限處所。 對容易脫落打弓的部件如 “鄰線有電牌”進行更換。(5) 嚴格按照溫度曲線安裝、調(diào)整設(shè)備：保證設(shè)備不致因溫度變化而產(chǎn)生卡滯、過緊、過松而使接觸網(wǎng)參數(shù)發(fā)生變化。(6) 加強設(shè)備抵抗自然災(zāi)害的能力：如給支柱修建護坡和設(shè)立防護樁等。第三節(jié)、電氣燒傷故障原因分析：（1） 在電氣化設(shè)計中， 雖對線路牽引運能的增加運量有所考慮， 但隨著鐵路運輸發(fā)展，現(xiàn)在牽引運能的增加已超出了裕量。 原采用的一些線索因持續(xù)

8、載流量偏小而承受不了大電流的長期運行，就發(fā)生了電氣燒傷。.（2） 接觸網(wǎng)主導(dǎo)電回路由饋電線、隔開、隔開引線、承力索、接觸線、電聯(lián)接器、吸變、吸變引線等組成。各部分間由各種線夾進行連接，使這一回路沿鐵路延伸，滿足向電力機車供電的需要。主導(dǎo)電回路必須良好， 才能保證電流的暢通；若存有缺陷，將引起局部載流過大、零部件分流嚴重，從而燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。（3）電氣聯(lián)接部分因連接不良或長時間運行松動等原因引起的電、化學(xué)腐蝕，造成主導(dǎo)電回路的截面（或當量截面積）不足，電氣連接阻抗加大，從而導(dǎo)流不暢，燒傷接觸網(wǎng)設(shè)備。如：將承力索納入了電聯(lián)接器電氣導(dǎo)流的一部分；電聯(lián)接線夾大小槽裝反；線夾內(nèi)有雜物；設(shè)備線夾間非面面接

9、觸等等。（4）站場中的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在進行電氣連接時，由于種種原因造成主導(dǎo)電回路不閉合、主導(dǎo)電通道迂回，引起分流嚴重而燒傷接觸網(wǎng)零部件。（5） 設(shè)計的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中某些不應(yīng)有電流通過的地方， 而由于某些條件的巧合通過了全部或部分牽引電流。由于這些地方?jīng)]有保證牽引電流（或其分流）通過的必要的電氣連接，所以燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。（6） 立體交叉的線索、 線索與支持裝置間， 由于線路阻抗的不同而形成電壓差，在風(fēng)力、溫度變化、振動等因素的作用下，它們之間的距離不夠，造成放電現(xiàn)象，放電電弧燒傷了接觸網(wǎng)設(shè)備。（7） 兩端屬同相而不同饋線供電的絕緣錨段關(guān)節(jié)、分段絕緣器， 因供電臂的阻抗不同而形成電壓差， 當

10、電力機車通過受電弓短接兩供電臂瞬間，在短接點處產(chǎn)生電弧，造成設(shè)備的燒傷。（8） 然而在施工時未嚴格執(zhí)行有關(guān)標準， 導(dǎo)致電聯(lián)接器的結(jié)線不正確、 線夾安裝不標準。 現(xiàn)行的檢修規(guī)程中對電氣聯(lián)接的電氣標準沒有量化指標， 使得供電部門在具體檢修時 “無章可循”。對電氣聯(lián)接缺乏行之有效的檢測方法和手段，在具體檢修中多是做些外觀上的檢查。工區(qū)存在“涂油”的認識誤區(qū)。為防止設(shè)備檢修質(zhì)量驗收時扣分，檢修人員在平時檢修時對接觸網(wǎng)設(shè)備抹涂大量的黃油，致使設(shè)備的內(nèi)部電氣燒傷缺陷不能及時地被發(fā)現(xiàn)。如：為防止電聯(lián)接散股扣分，在電聯(lián)接表面抹涂上一層厚厚的黃油。對設(shè)備的巡視特別是夜巡工作執(zhí)行不力。.第四節(jié)、電氣聯(lián)結(jié)方面故障接

11、觸網(wǎng)既然是機、 電合一的特殊供電設(shè)備， 因此在運行過程中不可避免發(fā)生電氣方面的問題。電氣方面故障雖數(shù)量不多，但一旦發(fā)生，則會造成嚴重影響，甚至造成塌網(wǎng)、斷線故障。電氣連接線夾發(fā)熱。 原因是電聯(lián)結(jié)線夾未按規(guī)定安裝或在運行過程中發(fā)生螺栓松動、電力復(fù)合脂老化等缺陷，使電聯(lián)結(jié)處接觸電阻增加進而發(fā)熱量增加，使線夾發(fā)熱而燒傷線索，嚴重情況下燒斷線索。線索自電氣接續(xù)部分斷股或斷開。原因是站場股道電聯(lián)結(jié)設(shè)置位置或數(shù)量不合理， 使股道間接觸懸掛在機車取流的情況下產(chǎn)生較大的壓差， 接觸懸掛在軟橫跨上產(chǎn)生環(huán)流， 從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生拉放電傷現(xiàn)象。設(shè)備線夾、 接頭線夾、吸上線與軛流圈 ( 或鋼

12、軌 ) 連接處燒傷。 軟橫跨環(huán)流造成承力索懸吊滑輪處或定位器根部定位鉤處燒傷。 原因是不同懸掛問非穩(wěn)定性接觸也會造成線索問放電： 當 2 不同懸掛立體交叉時 如果 2 支懸掛均為載流懸掛當其中 1 支有大負荷電流時， 根據(jù)潮流計算可知， 在 2 懸掛問會形成電位差，此時如果 2 懸掛 ( 包括線索問和一線索距另一懸掛的帶電部分 ) 問存在非穩(wěn)定性接觸，則在 2 懸掛問就會產(chǎn)生過渡電弧進而燒傷線索。 此種情況一般發(fā)生在站場交叉承力索問和非支接觸線與工支定位管問。通過以上故障原因分析接觸網(wǎng)既然是機、 電合一的特殊供電設(shè)備， 因此在運行過程中不可避免發(fā)生電氣方面的問題。 電氣方面故障雖數(shù)量不多， 但

13、一旦發(fā)生，則會造成嚴重影響，甚至造成塌網(wǎng)、斷線故障。第五節(jié)、絕緣方面故障接觸網(wǎng)作為特殊的高壓供電設(shè)備， 絕緣是其重要的技術(shù)指標之一。 與地方供電線不同，接觸網(wǎng)懸掛高度較低且距離機車較近， 容易被環(huán)境和混合牽引的機車污染，因此其絕緣難度很大。 按照絕緣介質(zhì)， 接觸網(wǎng)的絕緣主要分為絕緣體絕緣和空氣間隙絕緣， 其兩方面有一方發(fā)生放電都會影響接觸網(wǎng)的正常運行。 由于我.國特殊的自然環(huán)境和設(shè)計方面的原因，絕緣方面的故障占整個故障比例較高、范圍較廣，對運輸影響也較大，需要認真對待4.5.1 、故障現(xiàn)象(1) 絕緣子閃烙放電乃至擊穿。(2) 接觸網(wǎng)帶電部分對接地體放電。(3) 分段、分相等絕緣部件放電擊穿。

14、(4) 因外界物體變化造成接觸網(wǎng)對地放電。4.5.2 、原因分析(1) 絕緣子臟污：主要表現(xiàn)為清掃周期過長，周圍環(huán)境污染嚴重，使絕緣子表面覆蓋了較多的導(dǎo)電介質(zhì)而放電擊穿。(2) 絕緣子的絕緣強度或材質(zhì)不能適應(yīng)周圍環(huán)境：主要表現(xiàn)為絕緣子雖然按照周期甚至縮短周期進行了清掃，但由于周圍污染介質(zhì)的特殊性如化工污染等使絕緣子在不太臟污的情況下也發(fā)生了放電擊穿故障。(3) 分段、分相絕緣棒由于與炭材質(zhì)的受電弓頻繁摩擦接觸，使其接觸表面覆蓋了一層碳粉， 由于受天窗點的限制而不能及時清掃， 使電弧沿其表面發(fā)生擊穿故障。(4) 接觸網(wǎng)帶電部分由于受溫度變化使其空間幾何位置發(fā)生變化，當對接地體的距離變小并小于安全

15、距離時即發(fā)生對地放電故障。(5) 鐵路旁邊的建筑物、樹木等由于受自然災(zāi)害影響而使其狀態(tài)發(fā)生變化，當其對接觸網(wǎng) ( 含供電線 ) 的距離小于安全距離時， 接觸網(wǎng)也被動發(fā)生放電跳閘故障。另外融冰、鳥類打窩用的導(dǎo)電體以及動物本體也會在特定情況下引發(fā)短路放電故障。4.5.3 、采取措施.(1) 加強絕緣的清掃工作，對部分污染嚴重的區(qū)段人為縮短清掃周期。(2) 對環(huán)境惡劣區(qū)段更換為抗污性能強的硅橡膠絕緣子。(3) 對分段、分相等特殊區(qū)段絕緣體逐步推廣帶電清掃模式。(4) 對接觸網(wǎng)線索的調(diào)整要考慮其溫度變化的影響，保證在溫度變化時帶電部分距接地體保持足夠的安全距離。(5) 對鐵路附近可能危機接觸網(wǎng)供電安全的危樹、建筑物及時聯(lián)系處理，保證其在惡劣天氣下狀態(tài)發(fā)生變化時對接觸網(wǎng)能保證足夠的安全距離。(6) 加強對上跨建筑物上積雪的清掃工作和鋼柱、橫梁上鳥巢的清理工作，防患于未然。結(jié)束語：電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)線路是在力與電的雙重作用下工作的，機械故障和電氣燒故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于各種原因， 電氣化線路已經(jīng)多次出現(xiàn)吊弦、電聯(lián)結(jié)、接觸線、承