刘松涛
中国铁路北京局集体有限公司唐山供电段，河北 唐山，063000
摘要：电气化铁路以电力为驱动力，具有成本低、能耗少等优势，接触网是电气化铁路获取电力的主要来源，其故障直接影响电气化铁路运行效果。基于此，文章以常见的三类电气化铁路接触网故障为基础，分析接触网故障原因，总结如何防护电气化铁路接触网故障，为接触网创造良好运行环境，持续稳定供电。
关键词：电气化铁路；弓网故障；绝缘故障
前言：接触网是指在电气化铁路沿线上空架设的输电线路，运行环境相对恶劣，且近几年铁路运输行业迅猛发展，电气化铁路数量增多，加大了接触网运行压力，使接触网故障发生率提高。为规避接触网故障带来的负面影响，铁路供电部门应做好接触网防护措施，尽早排除风险因素，减少故障的发生。
一、电气化铁路接触网故障原因
（一）弓网故障
弓网是接触网中提供电能的装置，在接触网参数出现变化或接触网零部件破损、脱落时，弓网供电稳定性下降，引发故障。结合接触网运行实践，弓网故障原因有以下几种：（1）零部件脱落，受自然环境及设备振动影响，接触网可能在运行期间出现零部件脱落现象，导致接触网运行异常，引发故障；（2）运行压力加大，电气化铁路运行速率逐年提升，加大弓网运行压力，导线磨损状况加重，锚段关节与线岔等区域易引发刮弓问题，出现弓网故障；（3）安装因素，部分接触网安装质量偏低，弓网零部件安装不牢固，脱落后出现故障；（4）自然因素，在出现强降雨或强降雪等恶劣天气时，弓网所处环境温差变化大，可能出现断线或弓网放电等故障[1]。
（二）绝缘故障
在接触网运行期间，可能出现绝缘击穿或接触体放电等故障，降低绝缘装置的绝缘性能，不仅影响接触网供电，还会引发安全事故。基于接触网管理实践，引发绝缘故障的原因有以下几种：（1）运维不到位，部分电气化铁路路段过长，运维人员未能够按时全面检查路段的接触网，使接触网配置的绝缘装置表面堆积多种杂物，而部分杂物具有导电性，使绝缘装置出现击穿故障；（2）自然因素，在出现大风等恶劣天气时，接触网附近的树木的枝干被刮到绝缘装置上，破坏绝缘装置，引发漏电或放电故障。
（三）电气联结故障
电气化铁路的接触网具有机电合一特点，如果牵引供电系统运行参数出现异常，所需牵引运能加大，加速接触网设备的老化，导致接触网出现电气烧伤等电气联结故障。此类故障不仅会降低接触网运行稳定性，还会影响牵引供电系统运行，降低供电效率，严重时会引发安全事故[2]。
二、电气化铁路接触网防护措施
结合上述电气化铁路接触网故障分析结果，总结故障原因在于接触网安装质量差、接触网运维管理不到位、自然环境影响大。基于三类原因，本文总结如下电气化铁路接触网防护措施，为铁路供电部门开展接触网管理工作提供参考，提升接触网运行稳定性。
（一）做好接触网质量验收工作
对于接触网安装质量差引发的故障问题，建议铁路供电部门做好接触网质量验收工作，在接触网正式投入使用前，开展全面质量检验工作，及时发现质量隐患，预防接触网故障。细化来说，在接触网安装质量验收中，工作人员应注意以下要点：
第一，检测零部件的安装位置。工作人员应根据接触网的施工图纸逐一核对零部件的安装部位、型号等参数是否合理，校正偏移的零部件，更换型号不准确的零部件，保障接触网稳定运行。第二，论证接触网结构的合理性，根据验收检测的接触网结构数据，论证接触网整体结构是否科学合理。
例如，在接触网曲线半径偏小时，工作人员应验证四跨绝缘锚段关节是否预留一定余量，避免接触网的运行范围超过受电弓滑板范围，影响供电效果。第三，运行试验，在安装验收工作完成后，工作人员可根据接触网的不同运行工况，逐一开展运行试验，评估接触网运行状况，确认无误后方可投入使用。
（二）定期开展接触网检修工作
对于引发接触网故障的绝缘击穿、弓网放电等故障，可通过接触网检修事先预测，在接触网出现异常时及时处理，避免故障加重，影响铁路运行安全。在实际接触网检修工作中，铁路供电部门应做到以下几点：
第一，检查接触网历史遗留问题。运维人员应整合接触网历史运行数据，开展深入分析，评估接触网是否存在质量隐患，如设备破损、设备老化等历史遗留问题，及时更换新设备，提高接触网运行质量。同时，运维人员应加大故障高发部分的接触网检查力度，将隐患控制在萌芽阶段。
第二，实施状态监测。在接触网运行期间，各类故障发生前必然存在运行参数异常现象，可作为故障征兆。基于该原理，运维人员可开展接触网运行状态监测工作，利用传感器等智能设备，实时监测接触网各个设备与重点节点的运行参数，传输至监控主机，并设置预警值，在传输参数超过标准值后，监控主机通过蜂鸣器和指示灯报警，告知运维人员接触网存在异常参数，可立即安排运维人员前往现场检查，避免其发展为接触网故障，实现科学有效防护。
第三，定期开展绝缘装置检查工作。考虑到长铁路线路检查工作量大的现状，建议铁路供电部门定期开展绝缘装置检查工作，结合接触网绝缘装置历史运行数据，总结绝缘故障发生规律，以此计算铁路线路检查频率，定期安排运维人员清扫绝缘装置上的杂物与灰尘，检查绝缘装置零部件是否出现松动，并对松动部件进行紧固或安装防松垫片。如接触网绝缘装置运行环境气候变化大，建议铁路供电部门定期更换零部件，以保障运行质量。另外，铁路供电部门可在承力索导线处配置稳定点连接装置，提高电连接线稳定性，预防自然因素影响。
（三）做好接触网监测与器件保护
结合电气化铁路接触网故障原因分析内容，建议铁路供电部门从以下两方面着手，开展监测与保护工作。
第一，监测弓网状态。铁路供电部门可根据弓网结构特点，在合适位置安装传感器，实时监测弓网运行状态，并通过计算其对比实时运行数据与额定数值，及时发现异常，尽早维修隐患部门。以中国铁路北京局集体有限公司唐山供电段为例，弓网状态监测内容涵盖接触线高度、拉出值、振动补偿值、双支接触线高度差、双支接触线横向距离等多项内容，可准确呈现弓网运行状态，便于故障管理。以拉出值为例，其测量范围为±625mm、分辨率为1mm，实际值与额定值的最大允许误差为±10mm，通过该参数监测，可有效防护弓网故障。
第二，保护变压器瓦斯。虽然日常运维和状态监测可有效预防故障产生，但不能从根本上杜绝故障出现，铁路供电部门在开展接触网防护工作时，还应做好变压器瓦斯保护工作，将接触网故障引发的损失降到最低。细化来说，铁路供电部门应制定完善变压器瓦斯保护机制，在变压器的油箱和油枕间安装气体继电器，负责瓦斯保护工作。当传感器监测到变压器顶盖区域聚集过多气泡时，气体继电器可立即动作，保护瓦斯，避免变压器出现接线故障，影响电气化铁路供电。
结论：综上所述，电气化铁路接触网故障包括弓网故障、绝缘故障、电气联结故障三类，引发原因可总结为自然因素与管理因素。通过本文的分析，铁路供电部门应做好接触网质量验收工作，定期开展接触网检修工作，做好接触网监测与器件保护工作，规避危险因素，延长接触网使用寿命，推动铁路事业健康发展。
参考文献：
[1]卫建松.电气化铁路接触网维修与管理探析[J].智能城市,2021,7(01):85-86.
[2]刘习文.基于电气化的铁路接触网故障分析与防范研究[J].中国设备工程,2020(23):37-38.
作者简介：姓名：刘松涛（1986.10--）；性别：男，民族：汉，籍贯：河北省秦皇岛人，学历：本科；现有职称：技术员；研究方向：铁路电气化。