徐生娟
中国铁路青藏集团有限公司西宁供电段 青海省西宁市 810006
摘要：电气化铁路在实际应用中体现出运营成本较低、资源利用率高等。接触网作为电气化铁路工程的重要组成部分，接触网运行直接影响铁路体系运营水平与列车行驶安全，在铁路工程中有重要作用。但根据工程使用情况来看，接触网存在一定的运行故障，影响铁路运输安全。因此，为保障铁路交通运输安全，对电气化铁路接触网常见故障问题及产生原因进行分析，并提出接触网故障问题的有效防护措施，以供参考。
关键词：电气化铁道；接触网；检测技术；故障；防范措施
一、电气化铁道接触网检测技术
1.1接触线拉出值检测技术
接触线拉出值的检测需要通过电磁感应来进行，当微电子靠近接触线时，就会产生感应电流使得电压信号得以输出并上传至微型计算机，经过变换处理之后获得最终接触线的拉出值。由于接触线的拉出值能够直接评估接触网的性能，因此，在对其进行检测时，需要注重其检测过程中的规范性、真实性与可靠性，以免影响最终的检测数据与检测效果。
1.2接触线高度检测技术
铁道接触网系统中接触线高度的检测通常需要采用角位移测量法，即通过安装在受电弓下部框架的传感器以及标定归算法的运用来计算出接触线的高度[1]。但在实际的安装过程中，接触线高度的检测面临较大的困难，最为主要的问题是高精度激光测距方法的使用容易受到太阳光的干扰，导致接触线高度面临不准确的情况，从而直接影响铁道接触网的运行。因此，接触线高度检测技术的使用需要注重其规范性，最大程度上满足接触网的根本需求，从而有效维护接触网在铁道运行中的稳定性。
1.3弓网接触压力技术
铁道机动车组电能的供应需要以弓网与接触网的相互接触为基础，然而在实际的运行过程中，由于存在接触压力不准确的问题，容易导致弓网发生异常磨损、接触不良等一系列情况，致使供电间断，甚至引起电弧烧毁等严重情况。所以，运用弓网接触压力检测相关技术，一般以解决弓网运行中出现的各种问题为主，以此了解弓网接触过程中存在的安全隐患以及性能问题。在正式进行弓网接触压力检测时，需要先在受电弓滑板的四角位置安装4个检测装置，用以检测弓网接触位置的压力树脂。只有4个点的检测值相同，才能保障弓网接触压力的准确度。
二、电气化铁路接触网主要故障
2.1弓网故障
在电气化铁路接触网中，弓网负责持续向电力机车提供电能，以单边供电、越区供电和双区供电方式为主。其中，单边供电是在各供电分区中以一端进行牵引变电，快速获取与提供电能。越区供电是在无法牵引变电的条件下而开展的供电工作，接入其他区域的牵引供电系统，向故障区域电力机车进行供电。而双区供电是从两个分区同时进行牵引供电，以此提高供电可靠性，在出现一端牵引变电故障问题时，不会中断供电作业。
此外，弓网故障问题主要表现为接触网参数异常变化或零部件脱落，从而导致供电不稳，在问题严重时还将中断牵引供电。而弓网故障的主要产生原因及具体表现形式为：①部件脱落。在接触网运行中，部分部件结构受到自震与外部环境影响，偶尔出现动荡现象。随着时间推移，逐渐出现零部件脱落现象，进而影响到牵引供电系统运行状态[2]。②在弓网安装质量不佳时，在接触网使用期间，有可能出现弓网故障与部件脱落问题，如螺栓等零部件安装偏差过大。③在恶劣气候下，有可能出现弓网故障。例如，在冻雨气候下，弓网表面附着低温雨水，由于温度条件过于恶劣，容易出现跨越电力线断线以及弓网放电故障。
2.2绝缘故障
在电气化铁路接触网中，绝缘装置属于高压电装置，绝缘性能优劣与否，将直接影响到铁路交通运输安全与接触网运行质量。
根据实际应用情况来看，在绝缘装置使用期间，受到外部环境与导电物体影响，绝缘装置老化速度加快，偶尔出现击穿绝缘和接触体放电故障。
接触网绝缘故障产生原因如下：①铁路路段长度较长，在日常维护检修工作开展中，受到人力资源与空间限制，无法高频率组织开展绝缘装置清扫作业，部分绝缘装置表面长时间覆盖导电物体与各类杂物。如此，在接触网运行期间，绝缘装置持续受到电流侵蚀，易出现绝缘击穿故障。②在电力列车驶过时，列车与接触网将在一定时间内保持摩擦状态，并在接触网表面产生沉积碳粉等物质，这将提高绝缘击穿故障的出现概率[3]。③在暴风等气候条件下，由于风力强度较大，导致铁路接触网周边区域树木倾斜倒塌，从而撞断接触网线索，造成绝缘装置破损，从而出现漏放电故障。
2.3电气联结故障
在电气化铁路工程中，接触网作为机电合一的供电设备，在运行期间，由于牵引供电系统出现运行波动，随着实际牵引运能的持续增加以及接触网设备老化程度的加快，容易产生电气烧伤故障。同时，在出现电气烧伤等电气联结故障时，不但会影响接触网运行质量与牵引供电效率，在问题严重时，还将使得电力列车运行不稳定，产生安全隐患。
三、电气化铁路接触网故障防护措施
3.1接触网质量控制
为预防和减少接触网故障问题的出现，在电气化铁路工程正式投运前，工作人员必须对接触网安装质量进行全面检查验收，及时发现并解决所存在的质量问题。首先，对零部件规格尺寸与安装位置进行检测，校正部件结构偏移位置，更换正确规格尺寸与外观结构完好的全新部件。其次，对接触网结构合理性进行论证，基于论证结果调整接触网结构，如在接触网曲线半径过小，且设置四跨绝缘锚段关节时，应预留适当余量，确保接触网稳定处于受电弓滑板工作范围以内。最后，对接触网开展调试运行试验，检查接触网在不同条件下的运行工况。
3.2弓网状态监测
为预防弓网故障出现，应依托计算机系统与信息化技术，构建弓网自动监控系统，在弓网中设置若干数量传感器装置，传感器持续向系统上传监测数据，工作人员对比监测数据与额定值，即可准确掌握弓网实时运行情况，发现故障问题，快速锁定故障点位与开展检修工作。例如，在某电气化铁路工程中，弓网主要监测项目包括接触线高度、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。其中，拉出值测量范围为±625mm、分辨率为1mm、最大允许误差为±10mm[4]。
3.3变压器瓦斯保护
对日常维护检修工作的开展以及对自动监控系统的搭建，虽然可以明显降低接触网运行故障的出现概率，但却无法彻底预防故障问题的出现。因此，为减小接触网故障所造成损失程度，控制故障实际影响范围，应引入变压器瓦斯保护机制，配置气体继电器以提供瓦斯保护，将其设置在变压器油箱与油枕间隔区域的联通管中。如此，在装置监测到变压器顶盖部位聚积气泡时，将快速执行瓦斯保护措施，以消除变压器油箱外侧套管与断路器连接线故障。
综上所述，伴随电气化铁路规模地增加，接触网的维护需求也不断提升，作为基础的电力能源保障设备，加强接触网故障分析与预防，将有效降低铁路接触网故障率，为电气铁路运输提升可靠能源支撑。同时，在防范措施上也应从质量管控、日常维护及环境管理入手，实现管理效能的持续强化，从根源上解决故障问题，确保铁路运输的高效运行。
参考文献
[1]罗锦晖.轨道交通接触网几何参数在线检测技术研究[D].武汉大学，2019.
[2]戴晋.铁路牵引供电燃弧检测技术[D].中国铁道科学研究院，2019.
[3]章富强.地铁刚性接触网故障的判断与查找探析[J].城市建设理论研究(电子版)，2018(20):137.
[4]雷蕾.接触网开关通信故障的分析及处理[J].上海铁道科技，2018(02):54+56.