高速铁路接触网故障分析及防范措施

张德玉

摘要：高速铁路是现代世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、车辆技术、制造工艺、列车运行控制、运输组织和经营管理水平等方面的发展和进步，也集中体现了一个国家科技和工业化发展的水平以及铁路运输组织管理的水平。接触网作为电气化高速铁路的重要组成部分，对其常见故障的研究和对策显得尤为重要。

关键词：高速铁路接触网故障;防范措施;

前言

高速铁路接触网是高速铁路的重要组成部分，它担负着向运行动车组输送电能的任务。设备隐患、故障或外界原因造成的跳闸，直接威胁着牵引供电设备的安全运行.将对高速铁路旅客运输造成很大影响。所以，找到跳闸真实原因所在，对消除设备隐患，指导事故抢修具有重要意义。

一、接触网维护现状

由于中国国情原因，国内铁路在经营策略、服务宗旨、铁路网架结构、运能和运量、管理体制和机制、社会和自然环境、气候条件、整体设计水平、各专业之间的协调关系等方面与德国有一定的区别。（1）运营管理模式。每个铁路局建立一个供电维修（检修）管理中心，承担分局辖区内全部接触网的日常维护和事故抢修任务，供电维修管理中心根据线路长度及线路分布，设立若干维修点（工区），实行抢修、维修一体化体制。（2）设备维修方针。保养与检修相结合，以周期检测、状态修为主，实行专业化集中修、替换修和寿命管理。抢修以在岗值班制为主，兼作日常保养、检修工作。（3）建立周期检测制度。接触网技术参数检测，是实行接触网状态修的基础。电气化线路应配备接触网检测车、接触网巡检车和具有检测功能的维修作业车，并对检测车实行两级管理，大型综合检测车由铁路局业务处管理，实行整体性功能检测，主要检测接触压力、硬点及拉出值状态，给出对接触网的功能性评价，提出预防和维修的重点和依据。（4）依靠检测实施状态修。在周期检测的基础上，实行状态修。状态修作业原则上實行“天窗”，停电维修，并根据计划，运输部门必须保证维修所需的“天窗”，确保按期完成检修任务。（5）实行设备状态管理。将原始数据、保养、检修情况、各次检测值等用微机进行信息数据管理和分析处理，并经常对接触网的可靠性进行评估，以便制定相应的维修对策，实行设备状态管理。（6）加强设备配套管理。为保证整体质量水平，实现少维护的目标，各项设备应标准化、规格化，并建立设备、器材、部件、零件及材料库，实行标准化管理，保证供应。

二、中国高速铁路接触网常见故障

接触网故障分为四大类，分别为生产类故障、安装或维修类故障、接触网中电运转管理类故障及外部影响类故障。高速铁路接触网中出现的常见故障介绍如下：

（1）覆冰：接触网覆冰将影响弓网之间的受流稳定性，同时增加了接触网支持结构和悬挂部分的负载，容易诱发故障。

（2）低温：在严寒地区，普通接触网棒式绝缘子弯曲强度有较大幅度的降低，一般钢材存在明显的低温冷脆性，应采用耐低温性好的钢材取代之。

（3）鸟害：鸟类在硬横梁、棘轮及隔离开关底座等处筑巢采用的材料如树枝、铁丝等宜对接触网造成短路，导致接触网跳闸停电。

（4）绝缘距离不足：建设或是整改时，在实际现场环境中，不能像理论设计上一样留够相当的距离，高速铁路接触网的高电压会导致拉弧、击穿等故障。高速铁路的变电所供电臂上一般设有一个AT所和一个分区所，当接触网在AT所和分区所之间发生正馈线对钢轨即F—R短路故障时，其电流示意图如图1所示。当接触网在变电所和AT所之间R短路故障时。为变电所与AT所间上行线路的轨道回流：X为短路点至变电所的距离;D为变电所至AT所的距离。在AT所和分区所之间且是靠近分区所处：比较分区所处T、F线电流.最大值为上行T线电流，那么故障应该是上行T线对钢轨故障。

（5）零部件松脱：一类是由于厂家设计时没有完全考虑到承受力和振动带来的影响或没有防脱装置带来的松脱事故，另外也可能现场安装时没有给够力矩，从而出现松脱。

（6）侧面界限：侧面限界的确定主要考虑动车的外轮廓尺寸、列车晃动量和施工误差，在有砟轨道区段，同时还要考虑大机养护的需要。目前对于不达标的支柱侧面限界，一般按不小于2950mm 处理，但还需部有关部门的确认。

（7）磨耗和老化：接触网材料存在老化、机电磨损（机械磨损和电气磨损），取决于使用时间、负荷大小和持续时间。

（8）疲劳：高速铁路接触网中某点或某些点承受循环的交变应力，在材料中形成裂纹或完全断裂所发生的局部的或是永久的变化过程。

（9）电气烧伤：由于施工检修、接触网导电回路不畅、非正常电流转换、零部件分流所引起的高速铁路接触网出现电的非正常流通引发的电烧伤，时常发生。

（10）异物击打：高速铁路的沿线环境十分复杂，可能会遇到各种特殊情况，漂浮物缠绕接触网，树木树枝打落在线上，桥梁的装修板掉落，飞鸟引起的撞击，火灾、洪水也会影响接触网正常运行。

三、高速铁路接触网故障的解决对策

铁路电气化是实现铁路运输高速、重载的必由之路，也是铁路现代化的重要标志。牵引供电系统作为电气化铁道的重要组成部分，其管理水平也应实现现代化，与之相适应。牵引供电的基本任务是对牵引供电设备实施有效管理，实现在经济运行条件下的安全、不间断地供电。各级管理部门必须及时掌握设备运行状况，及时了解各种安全、经济技术指标和运营管理情况，及时调整管理措施。各级事故抢修指挥人员需要及时了解事故区段情况、设备情况，迅速制定最佳抢修方案，发布抢修命令，尽快恢复供电。针对高速铁路牵引供电系统的故障分析，可采取以下技术措施提高可靠性：（l）采用高性能和高可靠性的新产品来提高整个系统的可靠性;（2）提高技术条件与设计标准;（3）加强防腐性能以降低接触网因自然因素所造成的故障;（4）提高零部件的质量;（5）变电所采用综合自动化技术;（6）重视对施工人员的培训和对施工过程监管，努力提高施工质量。（7）建立接触网缺陷数据库共享平台。建议铁路局专业管理部门建立接触网缺陷数据库共享平台，将每月设备检查出的缺陷数据共享于平台之上。各供电段、车间及时下载数据，接触网工区利用天窗检修、检测计划对C1、C2设备检查出的缺陷及时进行复测，依据轻重缓急制定整改计划完成处理，由车间将复测、处理的数据记录在数据平台上。在该数据的共享平台内按照工区、车间、站段、业务处室不同等级设置维护数据、浏览查看的权限，便于各部门、单位实时掌握接触网设备上缺陷存在和处理情况，使检查出的缺陷能真正形成闭环式管理。据近年来关键设备监控力度不够，导致设备跳闸影响行车的情况，要重点对线岔、分相、分段绝缘器等关键设备，按照检测、检修周期，合理安排计划，组织测量与检修工作。尤其是在季节交替时期、温度变化较大的情况下，必须加强线岔、锚段关节、补偿装置的检查，保证设备运行状态良好。

结束语

本文统计了中国高速铁路接触网中常见故障，分析了高速铁路接触网时常出现的疲劳故障和电气烧伤故障的原因，提出了增加设备可靠性、加强管理监控，提高事故判断措施、增强故障分析手段等预防高速接触网事故的措施和方法。

参考文献：

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