电气化铁路接触网故障及保护措施

王龙

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）

1 引言

随着社会经济的快速发展，社会各界对交通运输行业的需求在不断提高，铁路工程项目建设规模在不断扩大，电气化铁路遍及各个运输干线。如果出现接触网弓网故障，修复具有一定的难度，故障范围比较大，停电时间很长，在很大程度上影响着交通运输行业的发展[1]。

2 电气化铁道接触网的特点

接触网指的是在露天架设、没有备用的户外供电装置，极易受各种外界自然因素的影响，在出现故障问题时，会威胁列车运行的稳定性。因此，电气化铁道接触网必须具备以下特点：（1）接触网悬挂弹性须均匀；（2）接触线坡度变化须平滑；（3）在受电弓压力和风力的作用下，接触网具备一定的稳定性；（4）接触网结构和零件需要轻巧、简单，具有一定的标准化；（5）接触网要具有抗腐蚀性和耐磨性；（6）接触网建设在满足各项性能的基础上，能节省更多的成本。

3 电气化铁路接触网故障及原因分析

3.1 弓网故障

弓网的主要作用是在受电弓和接触网密切接触的情况下，将电能源传输到电力机车中，常用的供电方式主要有3种，分别是单边供电、双边供电和越区供电。

通常情况下，弓网故障指的是接触网参数出现了很大变化，接触网零件脱落和变形，但表面出现损坏问题时会引发弓网故障，其主要原因是：（1）接触网部件结构问题，在长期的使用中出现动荡、施工隐患的情况下，会带来接触网零件变形和脱落问题；（2）在铁道系统列车速度不断提升的大背景下，接触网部件逐渐成为接触网弹性比较薄弱的位置，这时弓网压力不断增加，极易导致螺栓脱落问题；（3）接触网结构不合理导致接触网故障的出现，在设计和施工等因素的影响下，出现接触网隐患，尤其是在天气、温差等因素的影响下极易出现故障；（4）接触网零件主体和安装形式问题，如标示牌等，由于牌面面积相对较大，安装形式简单且易被铁丝固定，会出现被风吹落的现象，部分接触网零件也会出现这一问题，施工安装极易受外界因素的影响，出现脱落现象；（5）造成零件脱落的原因可能是零件质量问题，在零件质量不满足要求的情况下接触网参数会发生变化。

3.2 绝缘故障

接触网属于高压供电设备，其具有一定的特殊性。绝缘是接触网中基本和重要的技术指标，但与地方供电线存在一定差异，接触网悬挂高度和列车比较近，极易被环境污染，在外界环境因素的影响下，为绝缘工作带来了一定的难度[2]。绝缘材质、绝缘体和空气间隙会导致绝缘故障的出现，其主要表现出接触网带电部分对接触体放电，绝缘体部件会被击穿，出现接触网对地面放电的现象。造成绝缘故障的主要原因是清扫间距相对较长，周围环境污染问题比较严重，绝缘子表面会覆盖大量导电介质出现击穿现象；清扫工作不到位、周边出现化工污染问题时，绝缘子表面会覆盖大量导电介质被击穿；电气列车经过时，接触网和电气列车会长期处于摩擦运行状态，接触网表面出现一层碳粉，而碳粉会使电弧沿着表面出现击穿故障。另外，在铁路旁边会出现建筑物和自然植物，外界物体遇到自然灾害时会改变原有的状态。因此，在接触网和外界物体距离近的情况下，接触网会出现漏电故障。

3.3 电气联结故障

接触网属于机电合一的供电设备，在实际运行过程中会出现电气问题。虽然电气故障相对较少，但会带来严重的影响，如电气烧伤就是一种比较严重的故障。通常情况下，造成电气烧伤的主要原因是牵引裕量问题。一般在电气化设计过程中，需要充分考虑电气线路牵引运能的裕量增加情况。但是，在社会经济的快速发展中，铁路运输发展十分迅速，现有的牵引运能正价会超出裕量，极易引发电气烧伤故障。

4 电气化铁路接触网故障的主要影响因素

4.1 施工质量不满足相关要求

在电气化铁路接触网施工过程中，施工技术人员未将各个部位的螺栓按照相关要求进行安装，导致实际运行中出现螺栓松动、脱落问题，导致接触网参数出现变化。在电气化铁路接触网参数超过受电弓工作范围的情况下，会出现钻弓、打弓问题。

4.2 接触网部件变形或零件脱落

在铁路列车长期运行的过程中，极易出现震动疲劳问题，导致部件变形、零部件脱落。在列车车速快速提升的大背景下，接触网会承受很大的压力，也会加快零部件脱落。

4.3 接触网结构不合理

在电气化铁路接触网施工和设计过程中，会遇到接触网结构不合理的问题，进而引发接触网故障。

4.4 自然灾害

接触网属于露天装置，在外界自然灾害的影响下，会出现支柱倾斜问题，导致接触网参数出现变化，且设置位置具有一定的局限性，会出现破坏问题，导致接触网支柱、接触网悬挂参数发生变化，引发一系列故障。

5 电气化铁路接触网故障的保护措施

5.1 弓网故障的应对措施

为了有效地解决弓网故障，相关技术人员需要强化接触网参数监测工作。严格按照运行指标进行，定期监测接触网的各项参数，掌握设备的实际状态，在出现问题的情况下及时进行修正和更换。并强化接触网各个位置的螺栓、止动垫片、螺母等各项检查工作，在设备投入使用初期，需要做好各个部位螺栓和螺母加固工作，定期检查运行松动问题。除此之外，在各项条件允许的情况下，尽量使用防松螺母或其他防松措施。在实际的设备安装过程中，需要深入分析各个地区的气候条件、温度条件，做好自然灾害预防准备工作。

5.2 绝缘故障的应对措施

在绝缘故障应对过程中，相关人员需要做好绝缘清扫工作。在短期内清扫污染严重的区域，并在外部环境恶劣区域实行抗污性强的硅橡胶绝缘子，如化工厂、矿场等粉尘污染严重区段的绝缘体。另外，为了有效地调整接触网线索，需要深入分析外部环境和温度的变化，确保绝缘物体承受一定范围内的温差变化，及时地清除铁路的各项影响因素，如周边建筑物、植物和动物等。

5.3 电气联结故障的措施

在电气化铁路接触网中，电气联结故障的主要原因是运输过程中出现超负荷问题，相关人员需要采取相应的措施解决这一问题：（1）加大电气化铁路接触网的载流量，确保接触网载流量满足最大运输需求；（2）增设电气铁路和接触网，这样能够分担运输压力，减少电气联结故障的出现。

6 结语

综上所述，在现代化铁路运输行业的快速发展中，人们越来越重视电气化铁路接触网的安全及可靠性。电气化铁路接触网的主要构成是接触悬挂、支持装置和定位装置。电气化铁路接触网铁路运行状态与施工技术和运维管理之间的联系比较密切，相关部门需要深入分析电气化铁路接触网故障，并采取相关措施予以保护。