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浅谈高铁接触网常见故障和问题分析及其应对方法

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：何炜

[导读] 摘要：随着中国经济的不断发展，社会生活方方面面都取得了长足进步，高铁更被称为新时代中国四大发明之一，不仅便利了人们的日常出行，减少了在路上的时间、提高了工作和生活的效率，而且方便了贸易往来，促进了经济发展。

        中国铁路上海局集团有限公司调度所上海 200000
        摘要：随着中国经济的不断发展，社会生活方方面面都取得了长足进步，高铁更被称为新时代中国四大发明之一，不仅便利了人们的日常出行，减少了在路上的时间、提高了工作和生活的效率，而且方便了贸易往来，促进了经济发展。而接触网是高铁供电系统的重要组成部分，对于高铁的正常运转有非常重要的意义，但是接触网也存在很多问题容易发生故障，影响到高铁的运行。因此本文将针对高铁接触网常见故障和问题分析及应对办法进行详细阐述。
        关键词：高铁接触网；常见故障；应对方法
        当前虽然中国的铁路设施数量较多、规模较大，但是还不足以满足当前人们的需求，因此党和国家不断推动铁路基础设施建设。牵引供电系统是铁路的最重要部分，而接触网则是牵引供电系统的重要组成部分，因此接触网的重要性不言而喻。但是当前接触网容易发生的一些故障则会严重制约铁路正常运转，所以必须要有相应的了解。
        1.空间结构尺寸方面的故障
        空间结构尺寸方面存在的故障主要表现为接触网线索零部件发生变形或脱落，接触网参数发生变化以及弓网故障。
        1.1故障原因
        发生空间结构尺寸方面故障的原因主要有以下几点，第1点是施工质量不合格，尤其是对于一些螺栓，如果在施工过程中没有将螺栓按照规定固定住，那么随着高铁的不断运行，可能会导致这些螺栓松动，发生脱落。第2点是由于接触网结构不够合理，当温度发生变化时会产生热胀冷缩效应导致线索驰度发生变化，如果线索驰度过大，那么就有可能形成弓网故障。第3点是由于产品质量存在问题，产品质量如果不合格那么无论采用何种施工技术都无法进行挽救和弥补，很多产品的质量无法满足需求，质量不够过关，可能会在长期工作过程中发生变形甚至疲劳损坏，最终影响到具体使用。
        1.2有效对策
        要解决空间结构尺寸方面存在的问题需要通过以下措施：第1点需要对施工成果进行严格验收，在验收过程中不止要加强对参数测量验收，还要加强对螺栓的检查，确保所有螺栓都能固定在规定位置，避免发生松动问题。第2点需要加强对接触网参数的监测，要合理设置监测方式方法，掌握设备具体情况，并且对监测数据进行及时分析，若发现问题则需要及时解决问题。第3点，要加强对产品质量的验收，要严把采购关，选择质量优秀价格合理的产品，通过市场调研，货比三家，最终选择优质产品，同时在产品交付使用时，还需要对产品质量进行检测，若产品质量合格才可应用到具体施工中，若产品质量不合格则需要及时替换。
        2.电气联结方面的故障
        除了空间结构尺寸方面存在故障外，电气联结方面也有可能出现故障，虽然在电气联结方面存在的故障不多，但是危害却非常严重，也是值得警惕的。在电气联结方面存在的故障主要表现为联结线夹发热、连接处烧伤、线索自电气接续部分断开。
        2.1故障原因
        发生电气连接故障可能有以下几方面原因，第一，可能是由于电联结线夹在安装过程中没有规范操作或者在运行过程中发生了螺栓松动，导致接触电阻值增高，进而导致发热量不断增加，当热量不断积聚可能会烧伤线索。第二，线索间放电导致线索烧伤，这主要是由于不同悬挂间非稳定性接触，那两个载流悬挂呈立体交叉时，其中大负荷电流的悬挂与小负荷电流的悬挂间非稳定性接触，就会形成过渡电弧，最终会将线索烧伤。
        2.2有效对策
        要想避免发生电气连接故障，可以通过以下几种措施，第一，要严格规范施工操作，对每一项施工任务都需要设立施工标准和施工要求，同时还需要有相关人员进行审核和验收。第二，需要对电气联结部分进行详细检查，如果发现问题必须及时解决。第三，需要合理设置悬挂线索间距，通过对以往数据进行分析并且邀请相关专家进行科学论证，最终确定最合理的悬挂线索间距，确保两者之间的距离是安全的、不会发生问题的，如果间距调整存在问题或困难，那么可以通过加装绝缘套等方式有效避免。
        3.绝缘方面的故障
        绝缘方面发生故障也是接触网常见故障之一，由于接触网悬挂的高度并不是非常高，因此距离机车相对较近，绝缘工作开展难度较大，绝缘方面的故障通常表现为带电部分对接地体放电，接触网对地放电，绝缘部件放电击穿等。

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        3.1故障原因
        导致绝缘方面发生故障的原因主要有以下几点，第一，由于绝缘子的表面比较脏，通常是由于清扫频率不够，清扫力度不强，导致绝缘子身处环境比较脏乱，附着在绝缘子表面的导电介质较多，从而导致放电击穿。第二，绝缘子的材质和绝缘长度不足以适应周边环境，有些绝缘子身处的环境确实比较特殊，比如化工污染严重的周边环境，虽然及时进行清扫但也无法阻止放电击穿。第三，接触网带电部分的几何参数会受到温度影响，当空气绝缘距离比接触网与接地体的距离大时，就非常容易导致对地放电故障。第四，自然灾害也是原因之一，由于大风或暴雨可能导致周边的树木等与接触网的距离小于安全距离，那么就有可能导致放电跳闸。
        3.2有效对策
        要想避免绝缘不良方面的故障需要做到如下几点，第一，要定期清扫，特别是对于污染比较严重的区域要合理调节清扫的频率，加大清扫力度。第二，要合理选择绝缘子种类，对于身处污染区非常严重的绝缘子要选择具有强抗污性的种类，确保绝缘效果。第三，要适当调节接触网线索，在进行调节时要充分考量温度因素，经过专家论证和试验分析，选择最合适的安全距离，让温度发生变化的时候，还能让带电部分和接地体之间的距离处在安全范围之内。第四，要加强对周边环境的整治，对周边环境进行充分调研，了解周边建筑物、树木等情况，分析可能会危及接触网供电安全的因素，并且对供电有影响的树木等要进行及时有效的处理，确保在极其恶劣的条件下，还能够与接触网保持足够安全的距离。第五，要注重对上跨建筑物的整治工作，比如积雪清扫等。
        4.接触线磨损
        刚性接触网弓网具有较大的压力，特殊线路区弓网会受到不稳定的解除压力和冲击力，从而使得机械磨损的情况出现，磨损严重的区域包括绝缘锚段关节和锚段关节，磨损严重的区域还包括特殊线路区段。
        4.1故障原因
        在正常情况下，直线段磨损程度会轻于曲线段，整体道床的磨损程度会轻于减震道床，直线平道的磨损程度会轻于坡道。当某几个点既是减振道床又是曲线段时，这个点的磨损情况就会更加严重，以更快的速度被磨损。
        4.2有效对策
        在接触网设计时，需要使特殊点重叠的情况尽量减少，在设计时尽量不要将曲线线路与减振道床区段设计在一起，将锚段关节设在列车惰行减速去。除在综合检修时加强对螺栓的紧固外可研究改良中间接头盒紧固零部件的工艺，使其性能更加稳定。
        5.零部件松动脱落
        T型头是连接刚性接触悬挂的定位底座槽钢主要方式，在高铁进行一段时间的运营之后，振动作用会影响 T 型头螺栓，使其渐渐偏转直到其完全脱落。
        5.1故障原因
        定位绝缘子与汇流排定位线夹及槽钢之间脱落，定位绝缘子与汇流排定位线夹间脱落，定位绝缘子与定位槽钢之间会发生脱落现象。其原因是由于接触悬挂零部件的连接点较多，而且都是螺纹连接，在受电弓不断的冲击振动下，螺纹慢慢松脱。
        5.2有效对策
        缩短检修周期、利用步巡和车巡加强对零部件连接状态的检查，发现松动立即进行紧固是现有较为有效的措施之一，但是由于高铁行车密度大，检修时间有限，不能从根本上解决这一问题。因此为了对零部件松动脱落的问题进行解决，就需要对振动能量进行缓解、释放，使得零部件的连接点、数量减少，还可以对T头的连接部件和螺栓进行改造，使得悬挂部件保持稳定，尽量使部件脱落的情况得到控制和减少。
        结束语：
        接触网常见的故障有空间结构尺寸方面故障、电气联结方面故障和绝缘方面的故障，这五种故障都会严重影响到高铁的正常运转，因此必须要掌握应对这些故障的有效措施，促进高铁快速发展。
        参考文献：
        [1]白玉新. 接触网常见故障及对策研究[J]. 中国铁路,2009(03):62-64.
        [2]张俊杰,尉志文,刘雪丹,武素芳. 接触网常见故障分析及对策[J]. 铁道技术监督,2008(03):15-17.
        [3]陈珂. 高铁接触网主动维修策略研究[D].西南交通大学,2014.