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摘要：在地铁的实际运行过程中，刚性接触网会对地铁供电系统的稳定性和安全性产生重要影响。本文首先阐述地铁供电系统中刚性接触网的基本特征和主要故障危害，其次分析其产生的常见故障问题，最后提出相关防范和解决措施，旨在为促进我国地铁供电系统安全运行水平的提高提供参考与借鉴意义。
关键词：地铁供电系统；刚性接触网；故障分析；措施研究
一、引言
近年来，随着我国经济的快速发展，许多大城市都开始了建造轨道地铁，地铁已经发展成为城市居民的主要公共交通工具之一，在提高当地人民的生活水平及经济社会发展方面扮演着重要的角色。在地铁的各个子系统中，供电网络是保证地铁安全平稳运行的重要基础，而接触网在确保地铁供电中也起着重要的作用。因此，研究地铁供电系统中刚性悬挂典型的故障，并提供针对性的应急预防措施，具有十分重要的指导意义。
二、地铁供电系统中的刚性接触网
（一）地铁的刚性接触网的特征
地铁供电系统的刚性悬挂接触网主要由悬吊底座、绝缘子、铝合金汇流排、接触线等部分组成，具有结构简单、拆卸方便、功率均衡等优点。
（1）刚性悬挂的锚段关节简单，锚段长度短，因此，受电弓在接触线滑动时，固定金具窜动范围小，相应地提高了运行中的安全性和适应性。
（2）刚性悬挂接触网汇流排和接触导线不存在外加的机械张力，没有存在突发断线的潜在威胁，因此不会发生由于接触导线过度磨损而断线的问题，使接触网系统的运营安全可靠性大大提高，同时也增加了系统的可维护性，减少了运营过程中产生故障问题的频率，减轻了维护人员的工作负担。
（3）因为弓网之间为刚性接触，因此在汇流排中间接头、膨胀元件、锚段关节、刚柔过渡处容易产生硬点。
（二）故障危害
刚性接触网是电力牵引的一个重要内容，对于电力机车的电能运输稳定性具有重要影响。在地铁运行过程中，如果没有备用的刚性接触网，会导致刚性接触网不断发生故障，且故障问题较为严重。当产生严重接触网故障后，地铁易发生停电，对人们正常的社会经济活动和日常出行都会产生不利影响，因此有关部门应采取预防措施，避免严重故障的产生。
三、地铁供电系统中刚性接触网的常见故障分析
（一）磨耗以及拉弧烧损故障
地铁运行期间接触线的磨损会导致整个供电系统发生故障，在列车运行期间，刚性接触网络很容易发生电气磨损以及拉弧烧损。由于设计原因，如果工作人员没有注意接触线是否光滑、刚性定位夹是否稳定、跨度是否满足规格要求等问题，会导致在实际运行过程中拉线、卡线等很容易发生燃烧[1]。
（二）受电弓故障问题
当前，受电弓磨损性故障也是地铁供电系统中刚性接触网络的主要故障之一。这主要是由于牵拉或者凹槽滑板部位接触线发生故障，同时，如果刚性汇流排的布置及接触网络悬架产生不良接触，也会造成受电弓发生磨损问题[2]。由于电弓和接触线之间频繁的接触，使得电子趋于集中，造成了严重的磨损，并容易导致断电。
刚性-柔韧性过渡连接了许多电缆，同时，由于列车的刚性和柔性接触网受电弓的瞬时弹性影响不同，这可能会导致刚性-柔韧性过渡过程中产生异常磨损情况。刚性接触网接头处存在凹陷，增加了发生磨损问题的概率。一般受电弓的磨损较不均匀，并且集中在某些特定区域[2]。
受刚性接触网悬挂和刚性汇流排布置的影响，刚性触头悬挂的拉出值的分布集中在一些常用零件上，发生的磨损问题较为集中。
（三）零件故障问题
在地铁供电系统的运行期间，刚性悬挂梁主要具有汇流、排热、膨胀和收缩的特点，小弯曲半径位置的定位夹容易发生变形问题，同时独立机器部分容易产生异常膨胀和异常收缩的问题。在使用硅橡胶绝缘子的工作过程中，会使绝缘子出现损坏，瞬时击穿和爆炸。同时，绝缘子的表面污染增加了电阻，产生高压放电，使绝缘介质发生破裂，从而发生供电事故[3]。另外，由于各个制造商对螺栓的设计和紧固扭矩的要求也有很大差异，当零部件制造商提供的螺栓紧固力不足时，刚性悬架会增加松动和掉落的风险，增加实际工作人员实际使用过程中的风险。
四、地铁供电系统中刚性接触网常见故障的防范措施
（一）针对上述三点问题的防范措施
目前，大多数地铁公司仍采取的措施是缩短维护周期、及时发现并固定挠曲的螺栓，并在每次维护操作中拧紧所有的螺栓。但是，由于地铁交通繁忙且驾驶时间长，对于设备维护工作提出了更高的要求，这些措施不能从根本上解决故障问题，也在一定程度上增加了工作人员的维护工作强度。应用刚性接触网时，其对于维护工作要求较低，为了有效解决存在的故障问题，工作人员需要减轻和消除刚性接触悬架的振动能量，确保悬架结构部件的稳定性，除此之外，可以对T型螺栓技术进行改进，降低其发生偏斜和松动问题的概率。
在进行刚性接触网的设计和应用过程中，技术人员应根据列车运行性能、行驶路径条件等情况合理设计支撑点的跨度，并安装绝缘锚固接头，有效降低母线接头的磨损问题。此外工作人员需要加强施工和设计过程中的各个环节的控制效果，开展大量计算和验证工作，保证刚性网能够满足地铁的实际行车要求。技术人员需要对地铁刚性接触网开展定期检查，及时发现可能存在的松动情况，并及时采取措施进行解决。技术人员在槽钢垫圈上应安装合适的弹性垫圈，将其螺栓固定到销孔中，并及时更换中间接头，以减少螺栓打滑问题。同时，技术人员应积极地使用高耐磨，硬度较高的新型材料，进一步改善和优化母线与中间接头之间的连接工艺，减少螺栓破坏的发生可能性，防止松动的发生。
地铁工程项目的供电系统刚性接触网结构相对简单，安装和维护也比较方便，可以有效改善项目工程的故障。在实际运行过程中，工作人员需要充分认识弓与网之间的磨损关系，加深接触线和碳滑板磨损问题的认识程度，根据列车的实际性能和运行环境合理调整各种参数，对碳滑板进行合理更换，充分保障地铁运行安全，提高故障解决效率。
（二）在刚性接触网中使用 BIM 技术
在BIM技术的应用过程中，主要是对施工方案的和测量资料进行计划和编制，工作人员可以通过BIM技术模拟地铁工程项目中的供电系统实际运行现场中的刚性接触条件，及时发现可能发生的运行故障。运行BIM技术能够帮助技术人员进一步优化和改善设计方案，创新地铁刚性接触网的应用方式，提高整体工程项目设计和施工质量。
结论
综上所述，为了不断加强地铁供电系统刚性接触网的故障防范和解决效果，技术人员需要加深刚性接触网的特征认识，充分认识故障危害，合理利用BIM技术，提高故障解决效率，对技术进行创新和改进。刚性接触网具有十分明显的应用优势，技术人员需要加强学习，提高自身专业技术水平，在严格科学的管理制度下，对发生的故障进行及时有效地解决，充分保障地铁供电系统运行安全。
参考文献：
[1]王建红.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].智能建筑与智慧城市，2020（12）：18-19.
[2]韩军海.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施分析[J].科技风，2020（22）：85.
[3]冯志亮.地铁供电系统中刚性接触网故障及防范[J].工程建设与设计，2020（08）：86-87.