电气化铁路接触网故障原因及其防护措施分析

王海明

摘要：相较于传统电路电气化铁路具有多个优势，经济性较佳，资源利用率较高，接触网作为电气化工程铁路核心构成，其运行安全性及可靠性，关乎列车营运安全性，对铁路工程十分关键。现下接触网运行过程中，仍存在部分故障，需深究其成因，采取有效防护措施，降低其发生故障概率，保证铁路运行正常。

关键词：电气化铁路;接触网;故障成因;防护措施

前言

铁路事业良好发展拉动我国经济发展速度，电气化应用进一步提高资源利用率，以及铁路维护效率，为其正常运行创设良好的环境。电气化铁路运行过程中，接触网作为故障高频发部位，影响铁路运行安全性，有必要分析其故障形成因素，有目的性、有针对性采取防护措施，消除各类安全隐患，保证铁路运行可靠性。

一、电气化铁路接触网故障原因分析

（一）弓网故障

电气化铁路接触网中弓网主要为电力基础持续性提供驱动力，主要以单边供电、越区供电和双区供电等方式为主。单边供电方式主要是指在供电分区中以一段进行牵引变电，短期内获取相应的电能;越区供电主要针对无法实施牵引条件下，进而采取供电方式，接入气压区域内完成牵引供电，为故障区域内机车提供电能;双区主要是指从两个分区同时进行供电，便于保证供电稳定性及可靠性，其中一段牵引供电发生故障，另一端仍会进行供电。弓网出现故障主要体现在接触网参数变更，影响供电稳定性及可靠性，弓网故障形成核心因素包含以下几方面：第一，部件脱落。接触网正常工作过程中，部分构件受外界环境及振动的干扰，偶尔会出现动荡现象，随着时间延长其零部件发生脱落，影响供电可靠性。第二，科学技术高速发展下，电气化铁路运行速度不断提高，促使弓网承受较大压力，其自身实际磨损量增加，在外界因素干扰下，零部件脱落风险提高。第三，弓网安装质量不佳。若弓网实际安装过程中，未严格依照相关要求安装，促使接触网使用过程中，可能存在弓网与相关部件脱节风险，如螺栓等部件安装偏差较大。第四，处于不良气候下，造成弓网发生故障。如冻雨气候条件下，弓网表面附着大量的雨水，由于其自身温度较低，易出现跨越电力线断线以及弓网放电故障。

（二）绝缘故障

电气化铁路接触网中，绝缘属于一类高压电装置，绝缘质量的优劣，决定最终接触网运行成效，以及铁路运行可靠性。依照现下应用实际状况分析，应用绝缘装置过程中，受外界因素影响，加速绝缘装置老化，增加击穿绝缘和接触体放电故障。接触网出现绝缘故障因素如下：第一，铁路整体路段较长，日常维修过程中受人员、空间局限性，难以高频次开展各类绝缘装置清除工作，部分绝缘装置表面长期覆盖各类异物，此种状况下接触网运行过程中，绝缘装置易遭受电流侵蚀，发生击穿故障。第二，电力列车行驶过程中，接触网与列车在特定条件下存在一定的摩擦力，并产生一定的沉淀物，增加绝缘击穿概率。第三，暴风雨等不良气候下，由于风力强度等级较高，致使铁路周围树木等倾倒，对绝缘装置造成一定损伤，进而产生漏放电故障[1]。

（三）电气联结故障

电气化铁路正常工作过程中，接触网属于一个机电合一供电设备，正式运行过程中，由于牵引供电系统运行产生一定波动，并随着时间推移接触网自身老化速度加快，容易出现电气烧伤故障。同时，出现电气烧伤等电气联结故障时，不仅影响接触网实际工作效率，而且对列车形成稳定性造成干扰，构成严重的安全隐患。

二、电气化铁路接触网故障防护措施

（一）接触网质量控制

接触网实际结构设计、安装质量不佳等状况下，实际运行中受外界影响因素干扰，易出现部件脱落、弓网放电等故障。为从本质层面消除此类瓶颈，电气化铁路正式运营之前，专业人员需对接触网进行系统性检查，及时确定其内在存在问题，解决其质量缺陷。首先，应系统性检测零部件实际规格尺寸、安装位置，校准各和部件偏移位置，保证其部件质量均达标;其次，加强对接触网结构合理性论证，并将其作为基础优化调整接触网结构，若在接触网曲线半径过小，且设置绝缘关节时，应适当存留一定余量，保证接触网处于受电弓滑板工作领域中。最后，应积极加强接触网实施调试运行，明确接触网处于不同条件下运行实际情况。

（二）加大接触网日常检修力度

接触网日常检修力度不足，是接触网频繁出现绝缘击穿、弓网放电故障原因，无法第一时间发现并解决问题，加大故障严重性，对铁路交通运行可靠性构成威胁。因此，为保证接触网运行可靠性，需采取以下几方面措施：第一，加强历史遗留问题解决力度。应积极分析原有资料数据，明确区域内存在质量安全隐患，如做好旧设备更换工作，加大故障频发区域检修力度，完善检修维护工作体系。第二，接触网运行故障产生之前，会出现一定先兆性特征，应积极引入状态监测技术，布设相应的初期正常值，如监测相关参数值处于异常，需及时组织相关人员实地查看，提前预防或及时处理接触网。第三，按照接触网实际状况，综合性分析绝缘击穿等故障发生概率，科学制定线路清扫实施频次，对绝缘装置附着异物及时清楚，并对松动构件及时紧固，消除各类安全故障隐患[2]。

（三）弓网状态监测

为进一步控制弓网故障形成，应积极应用现代化计算机系统、信息化技术，建立動态化监测系统，在弓网中布设多个传感器装置，其实时动态化将相关数据上传，工作人员将其数据与正常数据比对，掌握弓网运行实际状况，可实现故障确定精准性，及时锁定故障发生位置，积极开展检修工作。

（四）变压器瓦斯保护

加大日常检修力度以及构建监测系统，可显著降低接触网故障发生率，但无法彻底预防故障发生。因此，为进一步控制故障出现之后影响损失，应引入变压器瓦斯保护，配备相应的继电器提供瓦斯保护，将其增设于变压器油箱与油枕区域联通管道内，如此可动态化监测变压器顶盖聚集气泡，及时制定瓦斯保护，消除变压器油箱外侧套管与断路器衔接故障。

结束语

电气化铁路接触网故障呈现为多元化，其具有一定的复杂性，对铁路正常运行造成干扰。工作人员需进一步分析其故障形成因素，制定综合性防护措施，开展接触网维护和状态监测，消除各类安全隐患，注重事前控制，保证列车运行安全性。

参考文献：

[1]高怀玉.铁路接触网运行状态的影响因素与管控措施[J].中国新技术新产品，2019（6）：66-67.

[2]朱政，吴积钦，张家玮，等.高速铁路接触网定位钩与定位支座磨损失效机理分析[J].电气化铁道，2019，30（5）：12-16.

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