接觸網(wǎng)常見事故分析

引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平也在逐步提高。我國乃至全世界都告別了內(nèi)燃機(jī)車的時(shí)代，迎來了電氣化線路機(jī)車的時(shí)代，現(xiàn)在我們只保留了少部分用來檢修和港口運(yùn)輸國外貨物的內(nèi)燃機(jī)車，剩下的都是電力機(jī)車，但隨著一帶一路政策的提出相信在未來的不久國內(nèi)外貨物貿(mào)易的往來也將使用動力充足高效安全的電氣化鐵路線路來代替內(nèi)燃機(jī)車了。并且隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國之間的競爭也越來越激烈，國外一些發(fā)達(dá)國家從20世界50年代之后就開始研究高速鐵路，并且到今天為止成效卓著，而且高速鐵路的研制與發(fā)展也帶動了這些國家經(jīng)濟(jì)的大幅提升。我國相較這些發(fā)達(dá)國家來說，在電氣化鐵路尤其是高速鐵路上的發(fā)展相對來說是比較緩慢的，我國在1961年的時(shí)候才剛進(jìn)入了電氣化鐵路發(fā)展的時(shí)代，相交與國外發(fā)達(dá)國家來說我們的發(fā)展速度相對來說比較緩慢，但進(jìn)入21世紀(jì)之后就不一樣了，我們國家在發(fā)展各項(xiàng)事業(yè)上都按下了快捷鍵，電氣化鐵路尤其是高速鐵路上發(fā)展速度突飛猛進(jìn)，運(yùn)營里程在2021年底的時(shí)候突破了15萬公里，這在現(xiàn)今的世界范圍內(nèi)，運(yùn)營里程數(shù)也是排在前面的，但在一些鐵路行業(yè)的科技技術(shù)上我國稍微還是有一些欠缺的，還有待進(jìn)步和提高，需要向那些發(fā)達(dá)國家去學(xué)習(xí)和交流。在我國電氣化領(lǐng)域尤其是高速鐵路電氣化領(lǐng)域，接觸網(wǎng)都是我們繞不開的話題，因?yàn)槠渥饔脤τ陔姎饣F路正常運(yùn)行太重要了，所以我國在接觸網(wǎng)領(lǐng)域投入了大量的人力物力，以保證其安全高效的為電力機(jī)車提供其運(yùn)行動力。但接觸網(wǎng)線路的檢修風(fēng)險(xiǎn)也是非常的高的，因?yàn)槠涮峁┑碾妷狠^高，所以在停電檢修是我們要特別注意其停電后帶的靜電和殘留電對我們的傷害，我們千萬不能小瞧這種殘留電，因?yàn)槠浣佑|網(wǎng)供電電壓較高達(dá)到27500V所以其殘留電最低也高過我們的家用220V的電，家用電就可以電死人更何況高壓電的殘留電呢。還有一種情況就是在雙線路運(yùn)行的情況下，我們一條線路在運(yùn)行另一條線路在檢修，這種情況下一定要注意感應(yīng)電的威脅，在行車線路有車通過時(shí)我們一定要積極避讓，以免引發(fā)事故。為提高我檢修作業(yè)人員安全意識，我們將通過對檢修中發(fā)生的電氣事故的案例進(jìn)行分析說明的方式來引起我們檢修作業(yè)人員對檢修安全意識的重視，也希望通過事故案例的分析來實(shí)際的提高一下接觸網(wǎng)檢修作業(yè)人員的專業(yè)技能。同時(shí)也希望通過這種提高人員檢修質(zhì)量的方法來提高接觸網(wǎng)的運(yùn)行效率。2.接觸網(wǎng)事故及處理2.1接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)接觸網(wǎng)主要由支柱、基礎(chǔ)、支撐裝置、接觸懸掛裝置和定位裝置這五部分組成。其作用在上面已經(jīng)說過一遍了，現(xiàn)在再詳細(xì)介紹一下，接觸網(wǎng)是通過將牽引變電所的電通過接觸線沿著鐵路線路一路供給電力機(jī)車，電力機(jī)車的取流通過受電弓來實(shí)現(xiàn)，二者之間取流時(shí)最理想的狀態(tài)就是達(dá)到一個(gè)動態(tài)平衡的關(guān)系，但現(xiàn)實(shí)運(yùn)行情況下是無法實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)的。現(xiàn)實(shí)中為了不一直磨損受電弓的一個(gè)位置，電力機(jī)車中受電弓的取流走的路線是之字形路線。下面對接觸網(wǎng)的五個(gè)組成部分做一個(gè)具體的介紹：(1)首先是接觸網(wǎng)的支柱，這在普速鐵路和高速鐵路中的使用情況還是不一樣的。在普速鐵路中，支柱采用的是鋼筋混凝土的支柱，但在高速鐵路線路上，其支柱采用的是鋼支柱。但二者的地基都一樣，都是鋼柱地基。這是因?yàn)橹е淖饔檬浅惺苤С盅b置、懸掛裝置和定位裝置上的力的，而且支柱上的力最后又要傳到地基里所以地基都是鋼柱地基。(地基也就是基礎(chǔ)。)高速鐵路由于其運(yùn)行速度快的原因，其支柱的要求更高所以我們就選了強(qiáng)度更大的鋼支柱來維護(hù)高速鐵路正常運(yùn)行。(2)接著說一下接觸懸掛裝置，其是接觸網(wǎng)的核心部件，其由接觸線承力索和吊弦三部分組成，三者相互配合實(shí)現(xiàn)列車正常取流。其又分簡單鏈形懸掛和彈性鏈形懸掛方式，二者的區(qū)別就是是否有補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償裝置的作用恰好是用來調(diào)節(jié)氣候影響的。(3)支持裝置，其是用來將接觸懸掛裝置固定在支柱上，也通過支持裝置將接觸懸掛上的力傳到支柱上。(4)定位裝置是通過定位器將懸掛裝置固定在一個(gè)范圍內(nèi)，以保證受電弓和接觸網(wǎng)之間在正常取流時(shí)在這個(gè)合理范圍內(nèi)，保證受電弓不出現(xiàn)鉆弓現(xiàn)象。下面我們具體介紹一下電力機(jī)車線路的正常走勢圖，首先發(fā)電廠將高壓電通過線路供給到鐵路線路專用的牽引變電所中，然后牽引變電所再通過降壓變相的方式變成線路需要的電壓，通過饋線傳到接觸網(wǎng)上，然后接觸網(wǎng)通過受電弓傳給電力機(jī)車，最后通過鋼軌和回流線將浪費(fèi)的雜散電流吸收回牽引變電所再進(jìn)行資源二次利用。如圖1所示。圖1電氣化鐵路供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)相對于其他供電設(shè)備來說有其獨(dú)特的特殊性，其不像供電系統(tǒng)一樣有兩路電源互為備用，其只有一路線路，而且因?yàn)槠錇槌鞘信c城市之間的供電，所以其架設(shè)在野外，其很容易受到惡劣氣候的影響，所以我們的科研團(tuán)隊(duì)為因?qū)@一問題做了很多的改進(jìn)。如在接觸懸掛裝置上為應(yīng)對熱脹冷縮引起的接觸網(wǎng)硬點(diǎn)問題我們研制出了補(bǔ)償裝置專門用來在接觸網(wǎng)受到熱脹冷縮時(shí)對其導(dǎo)高進(jìn)行調(diào)節(jié)以使其達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的弓網(wǎng)平衡關(guān)系。并且為了減輕接觸網(wǎng)線路整體的重量我們使用了強(qiáng)度高重量輕導(dǎo)電性能好的鋁合金材質(zhì)的元器件來代替原有的銅質(zhì)元器件。這個(gè)材質(zhì)的改變也增加了接觸線和受電弓之間的耐磨性，延長了接觸線的使用壽命。2.2鐵路事故分類下面我們對鐵路事故進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的分類，首先對鐵路事故進(jìn)行一個(gè)說明：鐵路事故指鐵路自身供電線路出現(xiàn)問題引發(fā)的行車安全事故和鐵路機(jī)車在正常運(yùn)行途中發(fā)生脫軌、撞人或者是撞物品等使列車停車的事故都叫鐵路行車安全事故。鐵路安全事故從大的方面來分可分為特別重大安全事故、重大安全事故、較大安全事故和一般事故。這四種事故中最常遇到和處理的是一般事故，一般事故還有具體的劃分，可分為A,B,C,D四類。這是從大的方面來講的事故。從小的方面來講有接觸網(wǎng)中的一些事故，接觸網(wǎng)為電力機(jī)車提供電能，其一發(fā)生故障就會造成線路停電機(jī)車停運(yùn)，這種情況下就會造成列車停運(yùn)事故，其有以下這些情況，我就舉幾個(gè)例子。例如C類事故就是接觸線斷線、鋼筋混凝土支柱斷裂和接觸網(wǎng)下塌、列車誤入已停電的作業(yè)區(qū)域等都是C類事故。這一類在接觸網(wǎng)事故中相對來說比較嚴(yán)重點(diǎn)。D類事故相對來說就比較小了，其一般都是由于檢修超時(shí)影響了列車的正常通行而引起的事故，相對于上面的事故來說就非常小了。下面我們再按照引發(fā)鐵路故障的原因來分一下類可以分為四種：人的原因造成的影響，環(huán)境的原因造成的影響，設(shè)備的原因造成的影響和管理上的原因造成的影響。這四種影響因素中人的原因造成的故障幾乎是可以避免的，剩余三種影響只能去預(yù)防無法從根本上杜絕。下面我們就對如何避免人的原因引發(fā)故障進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的分析和介紹：這種根治的方法首先在思想意識的轉(zhuǎn)變，我們能做的就是正確的引導(dǎo)。如果員工自己的思想不轉(zhuǎn)變我們再怎么引導(dǎo)都只是徒勞。我們引導(dǎo)的方式是通過一些案例的學(xué)習(xí)和分析來給員工腦中注入一個(gè)安全意識，并結(jié)合案例給出一些此類故障的應(yīng)對措施，并在平時(shí)對他們多加強(qiáng)專業(yè)技能的培訓(xùn)。下面我們就對這些原因做一個(gè)具體的分析介紹。2.3接觸網(wǎng)故障因素2.3.1人為因素(1)工作環(huán)境對人員有一定的影響，由于近些年鐵路線路上大部分資金收入用在了高速鐵路線路速度的提升和新型材料的引入，所以這就導(dǎo)致了對員工工作環(huán)境和工作中所使用的設(shè)備工器具的更新?lián)Q代不及時(shí)，使員工在工作中產(chǎn)生了厭工情緒，工作積極性不高，進(jìn)而可能導(dǎo)致對一些設(shè)備狀態(tài)的誤判，進(jìn)而引起人為因素引發(fā)的故障。(2)人員專業(yè)技能的欠缺引起的。在鐵路線路系統(tǒng)中，由于其工作性質(zhì)的特殊性，人員之間都是通過個(gè)人情懷來工作的，競爭上崗的機(jī)制不是那么成熟，這也就導(dǎo)致了一些技術(shù)崗位的工作人員無法勝任此崗位，在面對一些新設(shè)備和新故障時(shí)容易大腦一片空白，所以我們要多加強(qiáng)對員工個(gè)人專業(yè)水平的培養(yǎng)，爭取讓我們的員工達(dá)到用我必勝的高度。多設(shè)置一些培訓(xùn)考試，通過一些管理機(jī)制來對員工進(jìn)行一個(gè)督促。2.3.2環(huán)境因素在環(huán)境因素方面可以分別就刮風(fēng)、結(jié)冰和熱脹冷縮三個(gè)方面對其進(jìn)行一個(gè)說明。當(dāng)接觸網(wǎng)應(yīng)對刮風(fēng)時(shí)其會受到垂直方向的力，這個(gè)力會將接觸線和承力索吹松動，還可能因?yàn)槭芰Φ牟痪鶎?dǎo)致接觸線和承力索上出現(xiàn)硬點(diǎn)問題，所以這種問題下我們只能是在掛完大風(fēng)后檢修人員對其進(jìn)行巡視和緊固；當(dāng)遇到冬季接觸網(wǎng)覆冰問題時(shí)，會出現(xiàn)接觸線低頭問題，接觸網(wǎng)上覆冰之后接觸網(wǎng)整體重量就會加大，支持裝置就會出現(xiàn)力不從心得情況，進(jìn)而導(dǎo)致接觸線向下傾斜，這種情況下列車高速通過時(shí)受電弓就會受到接觸網(wǎng)給它的一個(gè)向下的力，這個(gè)力會加重二者之間的摩擦，更嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)受電弓被壓斷的情況和接觸線在受電弓二次彈起時(shí)打出接觸線硬點(diǎn)問題。這種情況下可以用補(bǔ)償裝置來進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，但主要還是要人為來進(jìn)行一定的清理，因?yàn)榻佑|網(wǎng)上尤其是接觸線上覆冰其變得很脆弱了。最后一種熱脹冷縮引起的接觸線和承力索出現(xiàn)張力和收縮的力可以很好的通過補(bǔ)償裝置來進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.3.3設(shè)備故障設(shè)備的故障主要是通過接地引起的跳閘問題來實(shí)現(xiàn)的。例如接觸網(wǎng)上出現(xiàn)了接觸線斷裂接地和絕緣子擊穿導(dǎo)致接地和隔離開關(guān)處接地線短路等一些情況導(dǎo)致牽引變電所中的上網(wǎng)饋線短路器跳閘后在此啟動一次重合閘后出現(xiàn)重合閘不成功的情況。這種情況下就是因?yàn)樵O(shè)備出現(xiàn)直接接地故障引發(fā)的。其應(yīng)對措施是派出檢修人員進(jìn)行線路的巡視尋找故障位置，進(jìn)行故障處理。還有一種情況是出現(xiàn)反復(fù)分合閘情況，這種情況下一般是受電弓和接觸網(wǎng)之間出現(xiàn)虛接和一些樹枝等出現(xiàn)侵界問題再被風(fēng)一吹出現(xiàn)短路開路短路的情況，進(jìn)而引起了牽引變電所的上網(wǎng)饋斷路器出現(xiàn)重復(fù)分合閘，這個(gè)可以根據(jù)我們總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)去有針對性的去巡視一下去找故障點(diǎn)。還有一種設(shè)備故障的情況是牽引變電所中的上網(wǎng)饋線對應(yīng)的斷路器發(fā)生跳閘然后重合閘啟動，啟動后合閘成功。這種情況下的短路就是高壓接觸網(wǎng)將一些不小心落上來的動物擊穿導(dǎo)致的短時(shí)接地故障，這種情況下我們的工作人員只需要在檢修的時(shí)候注意一下及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種小的問題并對應(yīng)進(jìn)行更改就好了。還有一些要注意的事項(xiàng)就是在不同的季節(jié)和不同的氣候環(huán)境下根據(jù)不同的情況有針對性的對接觸網(wǎng)線路進(jìn)行巡視，不光是在發(fā)生故障時(shí)，就是在沒有發(fā)生故障的情況下也要加強(qiáng)巡視，以確保接觸網(wǎng)設(shè)備的正常供壓。2.4接觸網(wǎng)電氣設(shè)備故障分析2.4.1線路設(shè)計(jì)的局限性造成接觸網(wǎng)電氣設(shè)備故障隨著鐵路線路的不斷發(fā)展列車的運(yùn)行速度也在不斷提升，但原有的接觸網(wǎng)線路卻由于運(yùn)行年限的關(guān)系出現(xiàn)了不同程度的老化，其供電能力無法匹配高速運(yùn)行的列車，強(qiáng)行為其供電就會導(dǎo)致接觸線超負(fù)荷工作，開始發(fā)熱，然后慢慢的出現(xiàn)線路斷線的狀況。2.4.2因人為接線錯誤導(dǎo)致的接觸網(wǎng)電氣設(shè)備的故障在接觸網(wǎng)線路中接觸網(wǎng)由于太重，其需要一個(gè)錨段一個(gè)錨段的來裝設(shè)，這些錨段裝設(shè)完成后會通過電連接線將其進(jìn)行電氣連接，這里所說的人為原因造成的電連接線接錯的情況的情況導(dǎo)致本應(yīng)絕緣的線路流入了電流造成電氣間的短路進(jìn)而出現(xiàn)接觸網(wǎng)電氣設(shè)備故障的問題。還有就是檢修時(shí)粗心大意，對設(shè)備上的電氣元件檢修不到位引發(fā)的電氣設(shè)備的故障。檢修時(shí)本來要對對應(yīng)的接觸網(wǎng)設(shè)備上的元器件進(jìn)行正常的緊固，但我們?yōu)榱送祽芯蜎]有去緊固，正好有一個(gè)元器件松動導(dǎo)致接觸線下塌或者受電弓鉆弓現(xiàn)象。3鐵路應(yīng)急管理體系鐵路運(yùn)輸是我國主要的運(yùn)輸途徑之一，鐵路的應(yīng)急事故會造成經(jīng)濟(jì)損失甚至于人員傷亡。為了加強(qiáng)鐵路事故的應(yīng)急工作能力，減少事故造成影響，加強(qiáng)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，國家相關(guān)部門和鐵路部門依法制定了一系列相關(guān)規(guī)范和要求，來規(guī)范應(yīng)急搶修流程和搶修方式，學(xué)者們對應(yīng)急鐵路事故的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了整理、歸納與分析，有助于尋找相關(guān)規(guī)律，便于對應(yīng)急管理體系進(jìn)行及搶修方案進(jìn)行改進(jìn)。3.1鐵路應(yīng)急事故搶修3.1.1接觸網(wǎng)事故搶修原則當(dāng)接觸網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)，列車運(yùn)行受到正常影響，這時(shí)需要我們工作人員立馬出動應(yīng)急搶修，快速到達(dá)事故現(xiàn)場，到達(dá)現(xiàn)場后應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況快速確認(rèn)引發(fā)接觸網(wǎng)故障的原因。在搶修過程中要遵循先通后復(fù)的原則，就是先簡單的對線路進(jìn)行一下處理，能保證列車在短時(shí)能正常取流通過，然后再在天窗作業(yè)的時(shí)候?qū)ｉT有針對性的對臨時(shí)建立的供列車正常運(yùn)行的線路進(jìn)行系統(tǒng)的修復(fù)。3.1.2事故搶修流程當(dāng)發(fā)生影響列車正常運(yùn)行的事故后，車站值班人員應(yīng)立即通知接觸網(wǎng)專業(yè)相關(guān)人員，接觸網(wǎng)相關(guān)人員到達(dá)事故現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)是本專業(yè)問題引起的事故，然后立即向工班長和本專業(yè)工程師匯報(bào)，匯報(bào)完成后再立即向調(diào)度中心進(jìn)行匯報(bào)。電力調(diào)度和本專業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人接到事故通知后立馬開啟應(yīng)急響應(yīng)，按照平時(shí)制定的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施。并且立即聯(lián)系電力調(diào)度，對搶修物資和人員的運(yùn)送進(jìn)行一個(gè)專業(yè)的溝通，然后和現(xiàn)場人員進(jìn)行確認(rèn)是否有因列車事故造成的人員受傷問題，如果有，負(fù)責(zé)人可以及時(shí)聯(lián)系事故現(xiàn)場最近的醫(yī)院，使其可以快速派出120進(jìn)行現(xiàn)場受傷人員的搶救。當(dāng)所有物資和人員都到達(dá)現(xiàn)場后，現(xiàn)場總指揮開始安排人員進(jìn)行快速的搶修恢復(fù)。事故搶修結(jié)束后，救援人員需對事故現(xiàn)場進(jìn)行檢查清理。確認(rèn)滿足開通條件后，由列車調(diào)度員發(fā)布調(diào)度命令開通線路，恢復(fù)正常行車。4結(jié)論但速度的提升也帶來了很多具體的運(yùn)行上的問題，如接觸網(wǎng)線路上的問題最為致命。因?yàn)槠渲苯优c電力機(jī)車接觸，為電力機(jī)車提供電能，所以它的地位相對于鐵路線路來說至關(guān)重要，而且高速運(yùn)行下的列車對其接觸網(wǎng)線路的正常電能的供應(yīng)要求也越來越高，在這種背景下我們就不得不為接觸網(wǎng)線路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行快速搶修和恢復(fù)問題提前做一些準(zhǔn)備和人員的選取和演練，本文就是對這些問題進(jìn)行了一些具體的分析和闡述，講述了接觸網(wǎng)線路在遇到事故搶修時(shí)應(yīng)當(dāng)如何