电气化铁路接触网检测方式探讨

张存俊

摘要：本文主要介绍了目前电气化铁路接触网的检测方式，针对接触网电气灼伤产生的原因，提出了改进目前接触网的检测手段。

关键词：接触网；红外线检测；超声波检测

引言

接触网是电气化铁路重要的组成部分，由于接触网常年遭受风、霜、雨、雪的侵蚀和高速运行受电弓的冲击和震动，其机械和电气性能及状态都在动态变化之中。因此如何对接触网的电气或机械设备进行有效的检测，就成为当前电气化的重要问题。在电气化铁路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而且危害性大，已越来越引起供电运营检修部门的重视。在电气化铁道中，接触网设备是在力与电的双重作用下工作的，所以机械故障和电气烧伤成了接触网故障的主体。由于接触网长期运行，牵引功率不断增加的情况下，设备的电气烧伤现象已越来越突出。因此，在预防和防止接触网设备发生电气烧伤故障已成为供电运营单位为确保供电安全的一个重要任务。

一、电气化铁路接触网的概况

接触网在电气化铁路的牵引供电设备中是最主要的组成部分，沿着铁路线的轨道架设于上空特定的位置，属于一条特殊的输电线路。它由支持装置、接触悬挂、支柱与基础和定位装置等构成。其任务是给下方快速运行的电力机车的受电弓向沿线运行过程中的电力机车传输电能。接触网和普通电力线路传输电能不同，大量电力机车的快速滑移的受电弓从接触网上取流.由于内部因素（电弧的产生）及外部因素（天气变化和大气污染）的影响，使接触网比普通的电力线路更容易发生故障。接触网与电力机车在时间和空间上的紧密关系，所以接触网一旦出现故障状况，就会使与之对应供电臂停电，导致在期间运行过程中的电力机车因为失去动力而停运。因此，接触网的状态对于铁路运输的能力有着极其重大的影响。

二、电气化铁路接触网故障分析

接触线材料的选择。高速铁路接触所用的导线材质和品种是很多的，从经常使用的材料来看主要有四种：铜合金接触导线、纯铜接触导线、铝合金接触导线。接触线是接触网直接与列车受电弓进行接触和传递电力电能的材料，它对电力机车受电弓系统的受流状态和性能的优劣产生巨大的影响，起着重要的作用，接触材料的选择直接影响接触网接触线的抗拉力性能、抗疲劳性能等。在电气化铁路运行中，由于受电弓的取流比较大，所以当受电弓和接触线脱离了接触后发生离线现象，会加大滑板与导线的电能磨耗。在受电弓的影响作用之下，接触网为较小阻力的弹性系统，处于良好的受流状态下时，受电弓运行的轨迹影响着接触线的弹性。

（一）电气联结方面的故障

电气联结故障主要是因为运输过程中出现超负荷的现象，这里两种方法能够解决当前情况。首先是加大电气化铁路接触的负载量，让接触网的负载量能够满足当前的运输需要。另外一点就是增设电气铁路，可以分担运输任务和压力，这样就能在很大程度上降低电气联结方面的故障。

（二） 绝缘方面的故障

接触网是一种特殊的高压电设备，所以绝缘是其中最基本也是最重要的技术指标，接触网悬挂的高度跟列车很近，很容易被环境污染，在外界的影响下，绝缘部件的性能是考验接触网是否正常供电的关键因素。在绝缘方面，无论是绝缘的材质还是绝缘体跟空气之间的间隙都会引起绝缘故障，一般表现为接触网带电部分会对接地体放电，绝缘体部件被击穿，形成接触网短路接地。绝缘方面出现故障主要是因为清扫的数量大，周围的环境污染过于严重，让绝缘子表面覆盖了很多的导电物体而导致被击穿，也可能是因为清扫工作做到位，但是周围存在化工污染，这样的环境也容易让绝缘子闪络，另外在电气列车经过的过程中，接触网与电气列车长期处于摩擦的状态，绝缘子的表面会产生一层碳粉，碳粉会让绝缘子成为导体，从而产生击穿故障。在铁路旁边会有建筑物或者自然植物，而这些外界物体都会因为自然灾害而改变存在的状态，所以当接触网跟外界物体的距离变得更近的时候，接触网就会被动的发生漏电故障，同时鸟巢也是引起绝缘故障的原因之一。

三、将接触网的“周期修”改为“状态修”

当前，我国的电气化铁路接触网是根据其运行检修的规程中规定的内容、周期和项目来进行测量、维修和检查的。“周期修”的方式具有一定程度的盲目性，其规定无论电气化铁路的接触网有无故障，只要是检修周期制定的时间到来，处于良好状态下的接触网也要维修，而不到检修周期制定的时间里，处于不良状态下的接触网往往无法得到及时的修理。相关单位应对接触网的技术状态采取针对性的“状态修”方式，对有故障的区域进行维护与检修，充分的利用规定检修的时间。大力提高设备的检修质量，保障供电设备的安全性和可靠性。如，由西南交大和宝鸡、成都等铁路局联合研制出接触网的检测车，可附于列车上，也可单独行驶.检测车上的检测装备可以在列车快速运行的过程中，自动检测接触网技术状态和各个参数，并通过录像的系统和缺陷数据的处理系统，把检测过程中所有数据实时的记录下来。这些数据是接触网的维修中最为可靠的依据。

四、对弓网故障的应对措施

加强对接触网的参数监测工作，严格的按照正常运行的指标，定期对接触网的参数进行监测，掌握设备的整体状态，一旦发现问题，及时修正和更换。还要加强接触网中各个部位的螺栓，防松垫片以及螺母等的检查，在设备刚开始投入使用的时候就要对各个部位的螺栓和螺母进行加固，在运行过程中也要定期检查是否有松动的情况。另外在条件允许的情况下，要多使用防松垫片。在设备的安装过程中要主动的考虑到当地的气候条件和温度条件，还要做好预防自然灾害的保护准备。值得一提的是有些不能适应列车运行条件的接触网部件和处所需要改造，比如说高速动车组运行的分段，分相和抬高受限处所，容易脱落的部件就需要及时更换。

（一）紅外线测温

在检测牵引供电中遇到的问题红外线测温技术针对电气连接部位过热的检测能起到一定的作用。但检测接触网电气连接部位的时候，需点对点进行检测，这样非常消耗时间，而且有时根据天气温度的变化检测结果容易出现误差。红外线测温仪只有当设备发生故障发热时才能检测出来，对一些部位松动早期也就是温度发生前是无法检测的，所以还要配合其他高科技检测产品来完成，比如超声波检测仪就可以在连接部位发生松动的初期但这时候还没有温度产生，就能检测到因松动发出来的超声波。

（二）超声波检测

超声波是声波大家族中的一员，声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动，譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于40567以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（4000067），人们将这种听不见的声波叫做超声波。好的检测手段和设备能起到故障早期预防和发生，针对牵引供电故障分析，可以采取以下措施来提高其供电可靠度。采用超声波检测仪器，提高设备的运行可靠性，认真做好日常运行维护工作，提高设备健康水平，运行人员加强巡视维护质量。可以及时发现或消除设备隐患，提高供电可靠性，全方位配合开展设备状态检修。红外线测温仪只能在设备故障过热的情况下探测到，而超声波在介质中产生的信号的强弱就可以反映出绝缘是否损坏和松动，起到了提前预防、提前发现，将设备缺陷消灭在萌芽状态。有计划地对接触网上的各个连接部位及线夹进行有效的实时监控，利用超声波检测仪及时发现线夹松动和绝缘损坏的早期放电现象，起到预防设备故障的发生。

结束语

电气化铁道中，接触网线路是在力与电的双重作用下工作的，机械故障和电气烧伤故障构成了接触网故障的主体。由于各种原因，接触网容易出现吊弦、电联结、接触线、承力索等电气烧伤。因烧伤后不易发现烧伤部位长期通电运行，最终导致烧伤部分超限，从而引起接触网断线等事故发生。因此，建立检查与检修相互制约机制，落实状态修中的检查要求，通过检查发现设备缺陷，及时检修处理，在检查中配合使用超声波检测仪对锚段关节、电连接器等有关部位，利用超声波高频短波的特性，监测电气联接的性能和状态，以便及时发现问题，将设备故障消灭在萌芽状态。

参考文献：

[1]冯红岩，乔垒.电气化铁路接触网检测方式探讨[J].科技视界，2014.

[2]高晓蓉，王黎，韩立唐.光纤通信技术在电气化铁路接触网检测中的应用[J].光电工程，1997.

[3]陈唐龙.高速铁路接触网检测若干关键技术研究[D].西南交通大学，2006.