电气化铁路接触网故障的处理研究

李长城

（中铁十九局集团电务工程有限公司，北京 100076）

0 引言

目前我国主要有三种列车牵引方式，即：电力机车牵引、内燃机车牵引以及蒸汽机车牵引。其中，电力机车牵引具有运行速度快、功率大、效率高、经济环保、能耗低等优点，其应用最为广泛，在我国铁路牵引中占据主要地位，是铁路牵引的主力军。但是，采用电力机车牵引会出现电气化铁路接触网故障问题，对铁路运输造成了很大影响，如何有效处理和防范电气化铁路接触网故障，成为摆在铁路供电部门面前的重要研究课题。电气化铁路接触网故障的形式多样、原因复杂，给故障抢修工作造成一定困难，如果抢修故障的方法不正确，会拖延修复时间，甚至导致故障性质改变。电气化铁路接触网为露天设施，随着机车的不断移动，线路负荷也会变化，而我国电气化铁路运输业发展迅速，导致触网设备使用频率过高，在力和电的双重作用下，不可避免地会出现一些故障问题。所以，研究和探讨电气化铁路接触网故障的处理策略具有重要的现实意义。

1 故障的原因及处理

1.1 机械故障

机械故障主要包括零部件的损坏、变形、脱落和折断等，如单耳定位环断裂、中锚线夹出现裂纹、隧道内吊柱支撑下部脱落、吊索线夹螺丝断裂等。导致机械故障的原因有多种，通过对铁路运行情况的调研发现，发生机械故障的区段主要是新开通的铁路。尽管铁路接触网是在经过联调联试、初验、复验、缺陷克服等多个阶段实验之后才投入使用的，但因为接触网工程任务重、工期紧，在使用中仍有可能发生故障。出现机械故障的原因多数是工作人员未根据施工工艺标准进行施工，零部件紧固力矩过大或没有根据零部件标准力矩紧固等，导致在运行中出现螺栓脱落、松动或铜质材料断裂等情况。

处理机械故障的主要措施是强化对铁路接触网施工的验收、介入，尤其是要求工作人员严格落实各项施工工艺，要求施工单位及时整治在验收过程中发现的静态和动态缺陷。在铁路正式运营前，接管设备单位要组织人员对铁路接触网各部螺母、螺栓、防松垫片、弹垫等进行地毯式检查、紧固，保证各部参数在安全限定值内，避免设备带病工作。

1.2 电气故障

电气故障的主要类型包括电缆击穿、线索烧伤等，如正馈线电缆头绝缘击穿。铁路接触网容易在新开通一段时间后出现电气故障，主要发生在正式开通运营1 年内，尤其在冬天、夏天出现极端温度时。出现电气故障的主要原因包括绝缘配合问题、电缆绝缘强度不够或接触线索绝缘距离不够等，从而导致击穿。比如，铁路接触网导线都有一定驰度，如果空气湿度较大会大大降低空气绝缘的强度，列车通过时线索晃动会缩小与拉线底座锚栓的距离，导致空气绝缘击穿，出现短路放电跳闸。

电气故障的处理措施如下：①在检修时，应结合电气故障实际情况，根据温度安装曲线调整接触悬挂部位，以最困难条件下的绝缘距离为标准，适度增加绝缘距离，加大空气间隙，避免出现空气绝缘击穿的情况；②严格监测接触网运行情况，实时掌控设备的技术状态，一旦出现问题及时处理，防止接触悬挂各部位因温度变化而过松、过紧，导致绝缘距离过低，进而引起线索烧伤；③在铁路接触网电缆使用方面应注意，使用电缆最好选择热备用方式、不使用冷备用方式，正式给接触网送电前应专门检查电缆接地方式，强化人员培训、提升工作人员现场查找电缆故障的水平。

1.3 环境问题

铁路线路空间跨度大，多种外部因素可造成导电物体接触承力索、导线、供电线等发生故障，如山体塌方、泥石流、地震等均可能造成接触网线路损坏或改变。在大气污染严重的区域，雨水的酸性较强，容易对接触网造成一定腐蚀，导致接触网线路发生损坏，最终导致接触网断线故障。

1.4 人为因素

①日常检修不严格，铁路接触网铺设面积非常大，检修人员面对巨大的工作量，往往会降低检修质量，导致部分细小设备缺陷无法被及时发现，存在很大的安全隐患，容易造成接触网断线事故；②接触网检测技术落后，仅可检测表面磨耗，无法检测其他故障，这在很大程度上增加了故障风险；③承力索、接触线等关键部件质量不过关、制作工艺或材质不良等，造成铁路接触网质量不高，断线故障时有发生。

2 故障的防范措施

2.1 设备质量管理

应根据我国铁路总公司制定的《铁路营业线施工安全管理办法》规定，严格执行有关天窗时间的规定，在确保兑现天窗时间的前提下保证设备质量。在天窗施工过程中，线路大中修、技改工程、接触网大修、大型机械作业的时间不能少于240 min。在天窗维修时，电气化单线不能少于90 min，双线不能少于120 min。

在设计接触网的拉出值和跨度距离时，应当确保接触网一直处在受电弓滑板工作的范围之内，并在这个基础上留出适当的余地。坚决避免在接触网中使用不合格材料，要严格检验接触网零部件材料的质量，检验合格后方可用于接触网中。

2.2 日常检修维护

受到温度、风力、技术人员工作水平、悬挂晃动等方面因素的影响，接触导线导高测量容易出现数据偏差，对数据准确性造成影响，从而导致接触网设备正常运行受到影响。因此，应对接触网定点位进行定期测量，以防止定位器坡度过小或拉出值过大而导致接触网故障。

施工过程中的遗留问题，大部分在交验环节就能被发现、被解决，也有一部分问题不容易被发现、或疏于检查，造成在设备运行使用后才被发现。为避免此类情况出现，营运单位要提前介入施工过程，在施工阶段就要强化质量监管，提升工程项目质量，降低运营成本，减少后期隐患。

对冒火现象要重点检查，防止引发不必要的火灾。同时，应严格根据检修标准进行检修，强化对接触网设备各部弹垫、螺母、防松垫片、螺栓等的平推检查。应确保接触网各项参数一直保持在标准范围之中，要平推紧固设备中各连接螺栓，再利用总结、抽检等方式，逐步完成对螺栓松动周期的整理，以方便及时紧固设备各部件，对检修计划进行优化。对容易导致承力索导线非正常过流的部位，应加装电连接，确保电连接线夹设备连接可靠。

2.3 环境整治策略

定期修枝或砍伐容易对铁路接触网造成影响的树木，对管辖范围内树木的春夏季生产情况及时记录。按照天气预报提示，在出现恶劣天气时加强对铁路沿线树木的巡查，强化防范工作，减少灾害天气影响。冬季及时排除隧道内冻冰，夏季强化防雷，定期检查设备运行状况。

对于鸟害问题：①强化对设备运行的监控，在鸟害多发季节增加巡视频次，尤其是在冬春季节交替鸟害频发时段，要进行机车添乘巡视，发现问题后要定时、定责、定人销号处理，把鸟巢列入车间设备问题库，对其进行不间断的实时动态管理；②总结分析鸟巢，对鸟儿搭窝习性进行及时、全面掌握，对重复搭建鸟巢的地方建立问题库，纳入重点监控区域，并在这些重复搭建鸟巢的地方安装驱鸟器，改善防治飞鸟的效果。

为有效避免雷击故障，在设计电气化铁路接触网的过程中就应全面了解铁路所经地段每年的平均雷暴日，按照具体情况增加雷区的绝缘子和绝缘爬距。把综合接地体系的接地线接入钢柱顶端，以确保接地极与大地间的接触电阻符合相关规范标准要求，在接地极运行3 至5 年后，应对接地极接地电阻进行实地监测。

2.4 人员素质培训

应强化对乘务员的业务培训，不断提升他们的整体素养，使其全面掌握铁路运行基本常识，在发生铁路接触网故障时，做到及时发现的同时能进行简单处理。与此同时，在出现危险状况时要积极安抚乘客，避免出现不必要的冲突。检修人员在对接触网设备进行检修时，切忌通过涂抹大量黄油的方式来逃避扣分。例如，为避免因电连接散股被扣分，就将厚厚的一层黄油涂抹在电联接表面，导致不易发现设备内部电气烧伤缺陷，对设备巡视检查工作造成不利影响。还要严把机务段受电弓出库关口，严防受损受电弓上线带病运行。

3 结语

电气化铁路接触网作为一种供电设备，在使用条件和结构方面都有很大的特殊性，其故障形式也多种多样。强化对电气化铁路接触网故障的研究，了解和掌握故障发生的真正原因，进而制定出正确合理的解决方案和防范措施非常必要。工作人员应及时有效地排除接触网故障，确保电气化铁路供电安全，促进我国电气化铁路行业快速健康发展。