接触网弓网故障分析

◎赵辉

一、引言

随着我国重载铁路技术的相应完善及运用，对电气化铁路的供电质量提出了更高的要求，同时随着既有线路不断加载及相关设备的不断老化，电气化铁路弓网故障的问题日益突显。如何提高接触网运行质量，消灭弓网故障，是朔黄铁路乃至全国铁路行业面临的一个重要课题。

引发接触网弓网故障的根本原因是由线路几何参数的变化及接触网技术参数不符合标准造成。根据我多年工作中的总结及分析，笔者认为：在日常检修中，只要我们对接触网关键部位技术参数根据实际情况、针对具体问题，合理安排并制定出相应检修措施，即可有效减少弓网故障的发生。

二、概述

1.接触网设备特性。

接触网是电气化铁路的重要组成部分之一，是沿铁路线路架设的、为电力机车提供电能的特殊供电线路，同时也是牵引供电系统的重要组成部分。

由于接触网是沿铁路露天架设，线路的环境、气温的变化、冰雪、大风、大雾、雷电等各类气候因素都能引起接触网参数变化。如：线索驰度、线索张力、悬挂弹性、零部件的空间位置、设备的绝缘强度、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化。接触网的检修维护工作及设计计算工作中绝大多数内容是与气象条件相关的。由于接触网是沿铁路线路架设的因此也决定了接触网的单一性，接触网设备是无备用的。无备用性决定了接触网的脆弱性和重要性，一旦出现事故，必将影响列车运行，造成一定的经济损失。当发生较大范围的接触网设备事故时，会严重干扰运输，造成一定的经济损失。

2.接触网抢修原则。

接触网设备事故的抢修要遵循“先通后复”和“先通一线”的原则。“先通后复”，就是以最快的速度先行通车，尽量缩短停电、中断行车时间，随后利用天窗时间处理遗留问题，使接触网及早恢复正常技术状态。“先通一线”，就是在站场或区间双线区段多股道、或上下行接触网同时出现故障时按照上述“先通后复”的原则确定抢修方案外，要先确保一条线路先行开通疏通线路列车。

3.接触网抢修作业。

在接触网抢修作业时，特别注意要做好所有安全防护措施，同时要严格遵守《技规》和相关单位的规定。

抢修作业时，要有一定的组织方案及抢修方案，现场调查一定要彻底、完备，对现场故障范围要了解清楚，以便准备抢修所需人力及材料，待人员及材料准备到位后，方可联系供电调度进行停电作业及办理安全措施并确保安全措施齐全完备（注：事故抢修和遇有危机人身或设备安全的紧急情况，作业时可以不签发工作票，但必须有供电调度批准的作业命令，并由抢修负责人布置安全、防护措施）。抢修作业时由抢修负责人负责指挥，所有人员必须听从调动安排，严格执行接触网抢修作业规定，特别强调高空作业时，必须系好安全带和戴好安全帽。在拆除或架设接触网作业时，要防止支柱倾斜以及线索断线滑脱等。在抢修作业中对安装的零件，特别是受力部件要紧固牢靠，防止松脱断线引起事故扩大。故障抢修时如有条件抢修负责人尽可能的安排专人对故障现场及抢修过程进行拍照留存，以便后期对事故进行分析及学习，杜绝再次出现类似的故障。

抢修完成后，抢修负责人应对所采取的安全措施进行核对，确认无误后方可消令开通，严禁出现二次事故等情况。抢修完毕后要对该次事故及时分析，除调查清楚事故原因、按规定填写事故报告向相关部门上报外，同时还应总结经验教训。

三、弓网故障原因分析

接触网和受电弓是相互依存又相互制约的。接触网在运行过程中，如何与受电弓保持良好的弓网关系，避免弓网故障的发生是供电专业人员面临的一个现实问题。经过总结吸取身边以往发生的弓网故障的经验教训，导致接触网弓网故障大部分原因均集中在接触网的几何参数和部分性能上，而且接触网随外界环境气温、风速、线路条件等的影响，呈现的不稳定性尤为显著，在此我们就弓网故障的产生先进行一个全面的分析。

（一）接触网定位装置

1.拉出值过大、定位器坡度过小、造成脱、碰、刮弓故障。

造成此类故障的原因一般为施工超标或检修不到位、调整拉出值时偏差较大，或紧固不到位遇大风及温度变化过大时造成，特别是在曲线较为突出。

2.道岔区刮弓、钻弓故障。

此类故障的产生一般均为线岔定位部位两导线交叉位置参数不标准、始触点高度不符合要求、500 处水平高差不符合要求，拉出值过大导致线索角度变化，加之受电弓对线索的抬升量，如果500 处水平、高差不能满足既有需求将会导致刮弓、钻弓故障的发生。

（二）接触网设备

1.导线损伤及硬弯造成弓网事故。

此类故障多出现于接触网架设时，由于放线方法及措施不当，极有可能导致导线损伤、扭面、硬点等情况，受电弓在接触损伤及扭面导线时，由于受电弓与导线的接触面产生变化，导致过度不平滑产生电弧烧伤导线。高速运行的电力机车受电弓在通过导线硬点处，由于速度较快，极易发生磕碰受电弓和瞬时脱离导线的情况发生，造成打弓及烧伤设备的情况出现。

2.导线烧断故障。

导线因长期处于复杂的外部环境中腐蚀性较大，加之受电弓的长期摩擦导致导线磨耗过大，如再遇导线硬弯、硬点而造成长期放电拉弧，高温电弧灼伤接触线表面，使接触线表面出现麻点，长期如此运行导致接触线隐性损伤带病运行，易产生弓网故障和断线事故。

3.胡乱搭配零部件，导致零部件断裂而造成的弓网故障。

接触网施工及检修作业中，应严格执行检修及材料应用制度，严禁私自搭配或代替零部件。如检修过程中经常出现用铁线代替“V”型吊线及尾部拉线的情况，由于铁线的受拉力度往往不能达到接触网材料所需强度，特别是在曲线软定位处，导线受力较大，同时由于受电弓对导线的抬升导致两定位环之间连接部件长期摩擦，如此时该处用铁线连接极有可能造成铁线磨断，从而引发弓网故障。

（三）线路及其他环节

1.受电弓与接地体放电故障。

此类故障一般发生在隧道漏水点冰柱侵入受电弓动态包络线范围导致接触网对地放电。

2.线路原因引起弓网故障。

工务专业起拨道量过大引起导线拉出值参数变化，特别是在曲线区段外轨的过度抬高将引起接触线垂直投影相对位置较大的变化，又或拨道量变化较大始之线路整体发生位移，受电弓侵入接触网支持装置范围，从而可能引发受电弓打弓、脱弓、刮弓等情况的发生。

四、弓网故障事故

弓网故障一般分为打弓、钻弓、刮弓三种情况。

打弓是指在受电弓与接触线摩擦运行过程中，由于某种原因造成弓、网相互碰撞，从而使受电弓不能平滑过度的故障现象。

钻弓一般指在锚段关节或线岔处，由于线路变化或接触网参数受外界因素影响发生变化时，正常运行的受电弓移位到非工作支接触线上部的故障现象。发生钻弓后的直接后果就是造成刮弓事故，严重时还会引发断线及塌网故障。

刮弓是指由于线路参数发生变化，导致正常运行的电力机车受电弓侵入相邻线索或设备，刮伤或碰坏受电弓或接触网设备从而引发弓网故障。

（一）线岔处的弓网事故

线岔有正线与侧线组成的线岔，侧线线与侧线组成的线岔，由正线与侧线组成的线岔正线接触线位于侧线接触线下方。由侧线与侧线组成的线岔距中心锚结较近的接触线位于下方。线岔的结构是用一根限制管将相交的接触线相互贴近而形成。限制管的两端用线夹固定在下面工作支接触线上并有一定的活动间隙。

线岔处发生弓网事故，一般是因为线岔交叉点位置偏移过大或两接触线间距离500mm 处高度不符合要求引起的。另外，由于线岔设置在站场两端或站场中间部位，因此一旦发生弓网故障，很可能会造成软横跨接触悬挂的损坏，严重时很有可能造成断线或塌网事故。

1.事故原因分析。

（1）线岔两接触线交叉点在岔心轨距比630mm 小得多的地方，使接触线距受电弓偏移过大，电力机车过渡时接触线脱弓后造成剐弓。

（2）线岔中两支接触线交叉点在岔心轨距比1085mm 过大的地方，两支接触线交叉角小，且距受电弓中心偏移小，当机车通过时，将一支接触线抬高，而另一支接触线虽然已在受电弓抓托范围，但因抬高不够造成钻弓后剐弓。

（3）固定限制管的零件螺栓松动脱落或损坏，造成限制管脱落。

（4）受电弓抓托点处接触线的间距远远大于800mm，接触线脱弓或钻弓后造成剐弓。

（5）安装调整时，在线岔的非工作支侧两接触线间距800mm 处，非工作支比工作支抬高小于50mm。

（6）限制管前后，两根接触线上的双吊弦安装状态不良或脱落，造成两条工作支接触线在间距500mm、800mm 处高度不符合要求，或非工作支侧两接触线间距500mm、800mm处时非工作支抬高不够。

（7）线岔处电连接器状态不良，松弛或线夹歪斜引起打弓或刮弓。

2.事故后果分析。

（1）在距离受电弓抓托点附近发生弓网故障，轻则会剐坏限制管，剐伤两支接触线，重则导致接触网断线影响列车正常运行。

（2）在线岔的非工作支侧发生弓网故障，可能拉掉或拉坏限制管及相邻导线和吊弦。

（3）在线岔处发生弓网故障后，往往会连续造成几个跨距甚至多个跨距被影响，这些跨距中的定位、吊弦被损坏或脱落，严重时则会导致支柱断裂、支持装置损坏、甚至断线、塌网。

（4）线岔处发生弓网故障时还会引起接触网对机车车辆放电，容易烧断接触线及承力索，造成铁道供电较大事故。

3.事故预防措施及注意事项分析。

（1）按规定周期对线岔进行检修，使线岔参数符合技术要求。

（2）按时对岔区数据进行静态测量监测确保岔区数据符合要求。

（3）临时处理线岔处的弓网故障时，必须使线岔的状态符合技术要求，否则需要采取线岔处降弓通过技术措施，保证供电和行车安全。

（4）线岔处发生弓网故障造成站场软横跨悬挂损坏范围较大，则可以先行恢复正线，其他侧线可采取封闭措施，但必须保证供电可靠及人身安全，且采取必要的防护及技术措施。

（二）锚段关节处弓网故障

何为锚段：将接触网分成许多独立的小段，这些小段称之为锚段。其作用是缩小事故范围，便于安装张力补偿装置，以及改善接触线受力情况等。 将这些小段相互连接的部分称为锚段关节。通过锚段关节可以完成锚段之间的转换，确保电力机车通过时受电弓能平滑地从一个锚段过渡到另外一个锚段。

1.事故原因分析。

（1）接触线的拉出值、或导高相对于电力机车受电弓的偏移值不符合规定，受电弓通过时越出接触线。

（2）接触线扭面，致使定位线夹、吊弦线夹歪斜受电弓滑过时碰撞定位线夹或吊弦线夹造成定位器脱落引发弓网故障。

（3）绝缘锚段关节中的中心柱两接触线等高处，两接触线水平距离虽保持在500mm 的技术要求范围内，但两接触线的相对拉出值不合适，致使一支接触线不在受电弓工作范围内，造成弓网故障。

（4）非绝缘锚段关节中的转换柱处，非工作支抬高不够造成弓网故障。此种情况就是受电弓将工作支接触线抬高时，由于非工作支接触线抬高不够导致非支定位卡子碰触受电弓或下锚至线索角度不符合要求且抬高不够导致受电弓钻入到非工作支上部，从而引起弓网故障。

（5）补偿坠砣落地或坠砣卡滞，气温升高后补偿器起不到张力补偿的作用，导致接触线驰度过大，使受电弓通过时打弓或钻弓引起弓网故障。

2.事故后果分析。

（1）锚段关节处发生弓网故障，一般情况是不仅会造成锚段关联节内接触网设备及补偿装置的不同程度损坏，同时也会造成相邻锚段接触网设备的不同程度损坏。？？？？？

（2）锚段关节处发生弓网故障严重损坏接触网设备，修复的技术复杂、工作量大、中断供电时间长，不仅对供电安全造成危害，也对运输生产造成极大的损失。

（3）严重损坏电力机车受电弓装置或其他部件，对接触网设备也会造成很大的损伤。

3.事故预防措施及注意事项分析。

（1）按规定周期标准检修锚段关节处的接触悬挂、电连接器及补偿装置。日常巡视注意观察各部技术状态，不符合技术要求时及时调整处理。

（2）按照规定周期进行静态监测，确保关节各处所参数符合技术要求。

（3）补偿装置的a、b 值符合安装曲线，滑轮转动灵活不卡滞，各部件受力良好。

（4）电连接器装设位置正确、牢固、接触良好，电连接线无烧伤、断股，散股等现象。

（5）各部零件安装正确、牢固，状态符合要求，定位装置能自由偏移无卡滞。

五、总结

要确保接触网的安全运行，应该按照周期对接触网进行监测、检修，通过日常的周期性巡视及监测对接触网外观及数据进行分析，及时调整检修计划，对发现的问题及时处理，利用先进的技术对主导电回路进行监测、跟踪、控制确保接触网的安全运行。

电气化铁路是我国国民经济的大动脉，为铁路注入强大的生命力，经过多年来的经验积累，我国电气化铁路已经进入了一个新的发展阶段，电力牵引将成为我国铁路主要的运输牵引方式，它将以较低的成本、较少的污染、完成较大的运输任务。

随着科技的不断发展，对电气化的监测、监测技术越来越成熟，1-6C 的监测设备的上线运用，对接触网的监测及检修提供了重大的指导意义，但接触网能否安全可靠的运行最终还是取决于人，我们作为从事铁道供电专业的专业人员应该了解掌握接触网运行变化的客观规律，掌握管内设备的薄弱环节，利用高科技的手段对其进行监测，利用高超的技术手段对其进行检修，才能更好地保障接触网的安全运行。同时扎实的基本功是确保接触网安全、快速抢修的前提。只有自身专业知识充实才能更好的指导日常检修，才能更好地保证设备不出故障或少出故障，才能在故障抢修中更好地指导抢修，缩短抢修时间，才能在日常生产中提供有力的技术支持，做到安全生产。