談電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障及其防范措施

1、    談電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障及其防范措施    江亞男摘要：弓網(wǎng)故障在電氣化鐵路的所有事故中占有相當(dāng)大的比例，本文通過實(shí)例對弓網(wǎng)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并找到適當(dāng)對策，對現(xiàn)場運(yùn)營管理有一定參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；弓網(wǎng)故障；原因；對策中圖分類號：tm922.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：引言：在電氣化鐵路上，電力機(jī)車沿接觸網(wǎng)高速滑行取流，以保證它及所牽引的列車的正常速度。接觸網(wǎng)沿線通過受電弓向電力機(jī)車輸送電能，并保證正常供電。接觸網(wǎng)和電力機(jī)車受電弓之間有著緊密的聯(lián)系，它們在相對的高速滑行摩擦運(yùn)動(dòng)中完成輸電和受電的任務(wù)。這種緊密的聯(lián)系和相對的高速運(yùn)動(dòng)日夜

2、存在從不間斷。1.電氣化鐵路接觸網(wǎng)的特點(diǎn)目前電氣化鐵路已經(jīng)逐步成為我國高速鐵路的主要發(fā)展方向,在鐵路電氣化區(qū)段牽引供電系統(tǒng)已經(jīng)和信號系統(tǒng)、工務(wù)系統(tǒng)一起,成為電氣化鐵路不可或缺的重要組成部分,尤其針對動(dòng)車組自身不帶發(fā)電設(shè)備,車內(nèi)各種工作和生活用電均直接從接觸網(wǎng)上取電,接觸網(wǎng)一旦斷電會直接影響列車和旅客的工作和生活。因此如何確保牽引設(shè)備的正常運(yùn)行已經(jīng)成為牽引供電專業(yè)急需解決的問題。接觸網(wǎng)是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)中的重要組成部分,由于其結(jié)構(gòu)的設(shè)置的特殊性(機(jī)電合一、露天設(shè)置、動(dòng)態(tài)工作、沒有備用),所以一旦出現(xiàn)故障將會直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)還會中斷電氣化鐵路的行車功能。因此分析和研究其

3、常見故障,制定切實(shí)可行的防范措施尤其重要。2.弓網(wǎng)故障的原因分析現(xiàn)階段，由于機(jī)車車輛新技術(shù)的大量應(yīng)用，特別是機(jī)車受電弓技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)致接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障大部分原因均集中在接觸網(wǎng)的具體參數(shù)特性和部分性能上，而且接觸網(wǎng)隨外界環(huán)境氣溫、風(fēng)速、線路條件等的影響，不穩(wěn)定特性顯著。在此就弓網(wǎng)故障的產(chǎn)生先進(jìn)行一個(gè)全面的分析。2.1 接觸網(wǎng)定位環(huán)節(jié)2.1.1定位點(diǎn)拉出值過大、定位器坡度過小，造成脫、碰、刮弓故障。這類故障一般為檢調(diào)超標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整拉出值時(shí)偏差較大、或遇大風(fēng)及溫度變化過大時(shí)造成，特別在曲線跨中尤為明顯。2.1.2道岔區(qū)刮弓、鉆弓故障。線岔定位部位，兩導(dǎo)線交叉位置參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)、始觸點(diǎn)高度不符合要求、線岔限制

4、管間隙過大。2.2 接觸網(wǎng)設(shè)備2.2.1 吊弦、電連接造成弓網(wǎng)故障電連接設(shè)置數(shù)量或位置不合理，特別是在坡道上，機(jī)車取流過大造成吊弦過流被燒斷。由于電連接與承力索接觸不良，形成線夾內(nèi)長期放電而造成燒斷電連接線。吊弦線夾、電連接線夾緊固螺栓長期處于振動(dòng)狀態(tài)，由此造成螺栓、線夾松脫也是產(chǎn)生此類故障的原因之一。2.2.2 導(dǎo)線燒斷故障導(dǎo)線因硬彎、硬點(diǎn)而造成長期放電拉弧，使局部磨耗過大而造成接觸網(wǎng)斷線故障。接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)原則: 大站及編組站的導(dǎo)高 6450mm，中間站及區(qū)間6000mm，隧道 5720 6000mm 之間。但是在檢調(diào)過程中，接觸導(dǎo)線高度在 5720 6450mm 間交替出現(xiàn)過渡，特別是在導(dǎo)高

5、變化的過渡部分，很少能保證接觸線 5的變坡要求。由于接觸導(dǎo)線高度忽高忽低，導(dǎo)致接觸懸掛彈性時(shí)大時(shí)小，在變坡點(diǎn)處產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，高溫電弧灼傷接觸線工作面，使接觸線工作面出現(xiàn)麻點(diǎn)，其他受電弓高速通過時(shí)，又產(chǎn)生更為嚴(yán)重的拉弧，若受電弓有隱性損傷帶病通過，易產(chǎn)生弓網(wǎng)故障，同時(shí)給以后接觸網(wǎng)運(yùn)營帶來隱性故障點(diǎn)。2.2.3 接觸網(wǎng)材質(zhì)不良引起連接、定位零件斷裂而造成的弓網(wǎng)故障直線處定位線夾或“v”型吊線線夾斷裂，造成定位管或定位器脫落，打擊受電弓。曲線處導(dǎo)線受水平分力的作用，造成定位線夾負(fù)荷增大，劣質(zhì)線夾可能出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象而造成脫、鉆弓故障。2.3因自然災(zāi)害造成的弓網(wǎng)故障嚴(yán)重自然災(zāi)害會給鐵路接觸網(wǎng)帶來嚴(yán)重?fù)p壞，

6、例如大風(fēng)就很容易造成弓網(wǎng)故障。當(dāng)風(fēng)負(fù)載力矩超過了反定位管、定位器及接觸線等的反力矩，定位裝置必將向上轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著定位器坡度不斷增大，電連接線將嚴(yán)重偏斜，當(dāng)機(jī)車受電弓滑過此處時(shí)，由于與電連接或其他線夾碰撞而損壞變形，造成弓網(wǎng)故障。3.預(yù)防鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的對策3.1接觸網(wǎng)方面接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障點(diǎn)比較多，但最常見得部位還是定位部分和道岔部位。在施工和維護(hù)過程中，利用先進(jìn)的檢測方法和檢測儀器對重要部位進(jìn)行監(jiān)測，并及時(shí)采取措施，控制甚至避免弓網(wǎng)故障的發(fā)生。3.1.1嚴(yán)格抓好供電設(shè)備的檢測檢修工作，尤其對重點(diǎn)設(shè)備，要加強(qiáng)巡查力度。實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的動(dòng)態(tài)參數(shù)，重點(diǎn)對大負(fù)荷區(qū)段的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況加

7、強(qiáng)對線路的測溫工作，及時(shí)反饋信息，如有異常要及時(shí)處理。3.1.2定期測量接觸網(wǎng)定位點(diǎn)，防止拉出值過大與定位器坡度過小造成故障檢修作業(yè)中，測量工具的精確度，對接觸網(wǎng)影響很大。如現(xiàn)在普遍使用的接觸導(dǎo)線高度測量桿測量時(shí)，受到風(fēng)力、溫度、接觸懸掛的晃動(dòng)及作業(yè)人員技術(shù)水平等多方面的因素影響，造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此利用接觸網(wǎng)檢測車測量接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)參數(shù)是運(yùn)營檢測中首要考慮的方法。檢修調(diào)整作業(yè)時(shí)的溫度必須在調(diào)整作業(yè)中實(shí)地測量，防止因偏移錯(cuò)誤而產(chǎn)生拉出值過大現(xiàn)象的發(fā)生。軟橫跨區(qū)域內(nèi)調(diào)整導(dǎo)線時(shí)，定位器與導(dǎo)線在水平方向的角度完全取決于定位器長度限制，因此在條件允許時(shí)可采用換平衡定位器或防抬高定位器的方式來減少因溫度

8、變化、檢調(diào)誤差帶來的定位器偏角過大和定位器坡度不夠造成故障的現(xiàn)象發(fā)生。接觸導(dǎo)線的拉出值，在直線處調(diào)為±200mm隨著機(jī)車運(yùn)行速度的不斷提高，受電弓的晃動(dòng)也隨之更加劇烈，因此有必要將傳統(tǒng)的 ±300mm 減小 100mm。曲線處拉出值的設(shè)計(jì)一般為 150 400mm，但在曲線半徑為 350mm 的曲線施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，跨距為 35m，設(shè)計(jì)拉出值為 400mm，實(shí)測值也為400mm，機(jī)車通過跨中時(shí)接觸導(dǎo)線拉出值不足50mm。為了增加運(yùn)行的可靠性，同時(shí)減少在曲線處對受電弓的偏磨現(xiàn)象，對于此類問題，建議將兩定位點(diǎn)及跨中的拉出值均勻布置。3.1.3防止道岔區(qū)刮弓故障的措施線岔處兩接觸線的連

9、線、各部參數(shù)都于線路兩軌連線平行與否緊密相連，如果兩軌連線不水平，而檢修一般使用的工具是水平尺加鋼尺，一旦檢調(diào)誤差累加軌面不水平因素，勢必會造成過大偏差，線岔處的參數(shù)就會因兩軌不水平而大大偏移。輕則引起受電弓碰導(dǎo)角，重則造成鉆弓事故。因此檢調(diào)線岔時(shí)，必須先核對始觸點(diǎn)范圍內(nèi)兩股道的軌面連線是否水平。3.1.4加強(qiáng)供電部門與維修部門的聯(lián)系與溝通，工務(wù)起、撥道一定要有接觸網(wǎng)檢修人員的配合，工務(wù)施工的同時(shí)進(jìn)行接觸網(wǎng)拉出值的測量和必要的調(diào)整。3.1.5保證主導(dǎo)電回路通暢，避免被燒斷。對供電線、上網(wǎng)電、股導(dǎo)電連接等要嚴(yán)格按要求制作，錨段關(guān)節(jié)、分段、分相絕緣器線岔等不得缺少必要的電連接。各部位線夾應(yīng)該定時(shí)按

10、周期檢查，如有問題要盡快解決，對接地裝置要進(jìn)行檢查和維護(hù)。3.2機(jī)車方面弓網(wǎng)故障對電力機(jī)車和接觸網(wǎng)都可能造成嚴(yán)重的破壞，因此電力機(jī)車在制造過程中就應(yīng)該考慮到弓網(wǎng)故障的影響，并采取措施避免弓網(wǎng)故障發(fā)生。3.2.1機(jī)車檢修時(shí)對受電弓的升降特性和滑板部分一定要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行檢查和調(diào)整，機(jī)車出庫時(shí)利用受電弓檢測儀對受電弓進(jìn)行認(rèn)真檢測。3.2.2機(jī)車入庫時(shí)一定要進(jìn)行受電弓絕緣子的清掃，以防止受電弓支持絕緣子閃絡(luò)爆炸引起弓網(wǎng)故障。3.2.3提高乘務(wù)員的技術(shù)素質(zhì)，加強(qiáng)培訓(xùn)，在機(jī)車運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)降弓標(biāo)志信號立即降弓，增強(qiáng)這方面的意識，以防止在降弓區(qū)斷不降弓引起弓網(wǎng)故障。4.結(jié)語：引起電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的原因很多，在接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、行車、貨物裝載以及工務(wù)維修等環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致弓網(wǎng)故障，與整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)密切相關(guān)。要從根本上解決問題，必須高度重視接觸網(wǎng)的各個(gè)重要細(xì)節(jié)問題，同時(shí)加強(qiáng)機(jī)車的檢測和維護(hù)，以適應(yīng)電氣化鐵路向高速、重載方面發(fā)展的