城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障分析

陈朋飞

摘 要 随着我国经济的高速发展，城市轨道交通系统也承受着越来越大的压力，城市轨道交通运行正常是城市发展的重要保障，在城市轨道交通系统中，供电系统是尤为重要的一个环节，也是城市轨道交通正常运行的保障之一。在城市轨道交通供电系统中，接触网是必不可少的组成部分，然而就目前来看，在城市轨道交通的运行过程中，接触网经常会出现故障，会给城市轨道交通带来极大的不便。为了解决这一问题，业内相关人士做出了很多研究，本文就城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障做出分析，希望给城市轨道交通带来积极作用。

关键词 城市轨道交通;供电系统;接触网技术;故障分析

引言

近些年我国经济飞速发展，科技水平也日益提升，伴随着经济的发展，城市轨道交通也逐渐变得重要。但是实际运行过程中，常常会因为城市轨道交通供电系统中的接触网出现故障而给城市轨道交通带来麻烦，城市轨道交通中的接触网故障主要可分为刚性接触网故障和柔性接触网故障，刚性接触网故障主要是由螺栓松动、磨损和电化学腐蚀造成的;柔性接触网故障主要是由分段绝缘器、过渡方式和尺寸空间等造成的。本文通过对故障类型的分析研究之后提出解决方案以及措施，以减少故障次数，保证城市轨道交通安全运行。

1柔性接触网和刚性接触网对比

现阶段的城市轨道交通供电系统有很多接触方式，包括接触网、接触轨以及跨座式独轨接触等，而实际上应用最多的就是接触网技术。接触网技术又分为刚性接触网和柔性接触网两种，柔性接触网通常是选用棘轮方式下锚、弹簧补偿装置和滑轮下锚等方式。柔性接触网技术中，接触网结构复杂，使用的部件多，对采用的接触线材料要求较高，并且在出现故障之后的维修工作比较困难，费用也相对较高，但是柔性接触网前期投资较少，并且相较于刚性接触网来说，柔性接触网的跨距长，并且具有动态均匀性和受流良好的优点。刚性接触网不需要下锚，并且刚性接触网的结构相较于柔性接触网来说也比较简单，所需的零部件比较少，安装所需的空间也比较小，建设所用的土建费用较低，出现故障时维修所需费用较低，维修量小[1]。

2刚性接触网常见故障和维护措施

2.1 螺栓松动

刚性接触网的悬挂点是使用化学锚栓的方式进行锚固的，锚固之后使用螺栓进行进一步的加固。在城市轨道列车的运行过程中，会产生冲击和波动，接触网所受的压力也会随着列车带来的冲击和波动而变化。城市轨道交通是长时间运行的，长期运行带来的冲击和波动会使悬挂点的螺栓出现松动的现象，螺栓松动会影响弓网，使弓网不能正常运行。为了解决这一问题，可以通过机械防松方法和摩擦防松方法防止螺栓松动。机械防松方式主要是通过使用开口销和止退垫圈以及止动垫圈等方式进行防松处理;摩擦防松主要是采用双螺母和弹性垫圈等方式进行防松处理。此外，为了防止故障出现，应该经常进行检修和维护，对存在隐患的部位进行及时更换和维修处理。

2.2 接触网和受电弓的磨损

城市轨道列车在运行的过程中产生的冲击和波动同样会对电弓网产生影响，长期的冲击和波动会使电弓网出现磨损的情况，长期的磨损可能会造成刚性接触网锚段关节处不平整、拉出值布置不均匀等问题。为了解决这一问题，应该在在设计的初期就计算拉出值分布，然后进行仿真优化弓网关系，对施工的质量进行严格把控，尽可能减少可能存在的硬点，改善弓网的流动质量，进而降低弓网的磨损[2]。

2.3 电化学腐蚀

城市轨道交通通常是在隧道内，隧道内的环境比较复杂，很多地方会存在潮湿甚至渗水的现象，隧道上部如果发生渗水的现象，会导致渗水进入接触网中，进而汇流到接触线，然后导致接触线腐蚀，而在城市列车的运行过程中，接触线是通电的，所以会导致电化学腐蚀进而导致定位线夹紧不足，发生接触线松动或托槽的现象。为了解决这个问题，可以采用物理隔离的办法，在接触网的上方安装上一层保护罩，通过物理隔离的方法使渗水和接触线避免接触，除了物理隔离的方法，还可采用化学方法，可以在接触线材料选择时选择抗腐蚀性较强的材料，或者在接触线表面镀锡，以此降低接触线产生的电化学腐蚀现象。

3柔性接触网常见故障和维护措施

3.1 空间尺寸

柔性接触网的结构较为复杂，所需部件多，所以需要的空间也大，安装时需要考虑施工条件对接触网安装空间的影响。在柔性接触网安装时，应该在结合具体环境的基础上进行仿真优化，通过对结构的优化处理，避免接触网出现挤弓和变形等故障问题。针对这种情况可以采用在螺栓处进行防松加固，采用止动垫圈、双螺母或弹性垫圈对螺栓进行紧固，降低螺栓脱落风险[3]。

3.2 过渡方式

刚性接触网和柔性接触网的连接处结构复杂，并且容易出现刚柔弹性渐变的现象，这种现象很容易使连接处出现故障。为了防止连接处故障的出现，可以采用贯通式的方法，贯通式的方法使连接处的震动变得更加平稳，贯通式的方法应用比较普遍，并且结构简单，安装方便，能够有效地保证交通的安全。

3.3 分段绝缘器

柔性接触网中分段绝缘器容易出现腐蚀以及状态不良的情况，并且由于分段绝缘器本身重量较大，所以容易造成磨损现象。同时，分段绝缘器工作环境是露天的，所以会造成材质老化和腐蚀的状况，针对分段绝缘器的这一问题，应在采购之初就加强验收管理，保障设备的质量和完整性，在安装过程中，也要仔细检查，尽可能消除可能存在的硬点，保证链接部位的平顺性，同时后期的使用过程中也要做好定期的检修和维护，清理污染物，尽可能消除分段绝缘器可能存在的安全隐患[4]。

4结束语

本文主要对比分析了刚性和柔性的接触网技术性能，阐述了刚性接触网和柔性接触网的优缺点。针对不同的接触網类型进行分析，并且提出了优化措施，希望能够更好的保障城市轨道交通列车平稳运行。

参考文献

[1] 杜芳.地铁机车建模及直流牵引供电系统故障分析[D].北京：北京交通大学，2010.

[2] 张莉明.城市轨道交通直流供电系统故障定位的研究[D].上海：上海交通大学，2012.

[3] 牛景露.城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障分析[J].科技创新与应用，2019（7）：143-144.

[4] 柴段鲲.城市轨道交通直流供电系统故障建模与保护仿真系统开发[D].北京：北京交通大学，2017.