中国铁路济南局集团有限公司调度所 山东省济南市 250001
摘要：科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高，信息技术应用更加广泛的今天，我国已经全面进入铁路电气化时代，接触网设备作为列车正常运行的基础，是整个电气化铁路、城市轨道交通工程的主体，其工作状态好坏关系到整个系统的安全运行。
关键词：电气化铁路；接触网；故障；防护措施
引言
接触线是电气化铁路的生命线，电气化列车通过受电弓与其滑动接触源源不断的获得电能。按照材质可将接触线分为三类:纯铜接触线、铜合金接触线以及复合金属接触线。国内普遍采用铜合金接触线，主要有铜银、铜锡、铜镁和铜铬锆合金接触线等。
1电气化铁路接触网故障
1.1雷击故障
雷电是不同电荷云层之间的放电现象，具有极高的瞬时电压。当雷电击中露天供电接触网线路时，雷电冲击电压可能造成绝缘子永久击穿，导致短路跳闸故障。一旦发生跳闸事故，将引起行车中断，严重影响运行秩序。同时，雷击产生的过电压可通过接触网传入牵引变电所，引起变电所内二次设备损坏，造成巨大的经济损失。
1.2接触网硬点现象与危害接触网硬点形成后
1）接触网悬挂方面。一是接触线本体的硬弯。接触线本体因外力导致的“V”型硬弯，或者是“L”型的弯点。二是受电弓高速动态运行过程中被瞬间打击时对应的接触悬挂的异常零部件，打击物多是螺栓、制动片、线夹等。2）受电弓方面。受电弓接触导线高速滑行，当接触网悬挂出现影响受电弓高速运行的病态时，受电弓常被撞击或打击，常见的是滑板或者滑板槽被击打的坑洼和痕迹。
1.3绝缘故障
接触网绝缘故障产生原因如下：①电气化铁路路段长度较长，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在暴风等气候条件下，由于风力强度较大，导致电气化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电气化铁路接触网故障的防护措施
2.1加设避雷线或避雷针
为了防止直击雷的侵害，一般采用架空避雷线架空线路，当接触网附近地面遭受雷击时，雷电流致使导线产生很强的感应过电压，而避雷线与接触网导线之间的耦合作用可减小绝缘子承受的感应电压。因此，避雷线不仅可以有效降低接触网遭受直击雷的概率，还可以降低因感应过电压而导致绝缘子击穿闪络的概率。安装避雷针也是针对直击雷的有效保护措施，将避雷针安装在接触网支柱顶端，避雷针与接地引线相连，从而通过引线与埋在地下的泄流地网连接起来。当雷云放电接近地面时，其会使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地网将雷电流引入大地，从而使接触网设备免遭雷击损坏。在已建成的工程中加设雷电防护措施，需根据实际情况采用更加合适的方案。
2.2严格落实施工工艺
一是严格接触网关键部位施工技术工艺。在锚段关节、线岔、分相等存在接触线交叉状况的关键部位，严格按照设计图纸工艺标准安装，对零部件间的距离、抬高、对地及对钢轨的距离要严格控制。二是严格把关质量较大的零部件施工工艺。对电连接、分段绝缘器、中心锚节线夹、供电引下线等质量较为集中的部位的负驰度、抬高等参数严格按照施工技术标准施工。
三是严格执行技术纪律。各运行单位严格遵守技术纪律，不得随意在接触网上增加设备，特别是增加改变接触网弹性参数和结构受力的设备。四是加强施工监管工作。根据施工部门实际施工内容有针对性的进行实地勘察，针对接触网增网、拨接、更换两跨以上接触线、承力索等重要作业内容，了解作业后接触网的影响范围并确保接触网设备间的高差参数符合相关技术标准，确保施工后即开即通。
2.3加大接触网日常检修力度
①重点解决历史遗留问题。对原有资料数据进行梳理分析，了解并解决所存在的质量隐患，如更换老旧破损设备，加大对故障高发区域的维护检修工作力度，完善检修维护工作体系。②在出现各类接触网运行故障前，会显露出较为明显的前期征兆，如拉出值异常提升。因此，需要采取状态监测技术，在电气化铁路接触网中设置若干数量监测点，在监测到异常参数时，组织人员前往异常点进行维护检修，提前预防或及时处理接触网故障。③根据接触网实际运行情况，分析绝缘击穿等故障问题的出现概率，合理设定线路清扫等工作的开展频率，定期清除绝缘装置、线索与螺栓垫片等部件表面附着的灰尘污渍与导电物体，并对松动零部件进行紧固处理，以消除故障隐患。同时，如果存在部件松动现象，可选择额外设置防松垫片。而在气候条件较为复杂区域，提高螺栓等零部件的更换频率。
2.4规格与配置
其一，导线截面。在电气化铁路中运输货物较重，因此，在对其展开牵引时，牵引电流与功率均会比正常铁路牵引大，需要适当增加导线截面。可按照我国大部分电气化铁路接触网运输情况、供电信息、功率变化等条件展开分析，并将这些条件作为基础模拟牵引方案，有关人员完成多次模拟后表示，可将电气化铁路的接触网导线截面控制在150mm²，选择铜作为导线主要材质。其二，悬挂种类。通过导线截面确定为150mm²后，便可将此作为基础对悬挂种类展开挑选，主要可以在弹性链与简单链两种悬挂种类中进行挑选。其中，弹性链种类较为简单，但自身弹性较强，对电气化铁路无法提供显著帮助；简单链种类无须过多成本，在前期安装、中期运行、后期维护等环节中较为方便。因此，在作用、成本以及性能等角度上，可选择简单链型悬挂。其三，张力配置。将以上导线截面与悬挂种类作为基础，可通过弓网模拟软件对张力配置展开动态仿真，可得出三组配置情况，分别是15kN+10kN、15kN+15kN、15kN+20kN。为了确定张力的最终配置，可以在三组配置基础上，对电气化铁路接触网展开数据统计，可选取中间配置作为张力的最终配置。
2.5优化接触网设备连接方式
接触网设备建设是相当复杂的网状结构，要根据具体的地理条件合理设计连接方式，从工程设计、设备安装到接触网安全运营需要投入大量人力、物力,在地理环境苛刻地带需反复考察，并通过验证，工作方能开展。由于供电网络中存在数个转折点、断线点，尤其需要注意设备材质和生产工艺要求，选材时需反复试验测量，同时，还要考虑机车高速运行状态下的外部温差变化影响。因为在电气化铁路运营过程中，外部温差变化导致线路剪切力增大，引起接触网折断，会导致列车停运，所以在建设施工过程中，需要留出足够的余量，减小工程损耗。
结语
电气化铁路中接触网设备十分关键，是牵引供电系统的重要设备，其运行状态直接影响着列车行驶和行车安全，本文通过分析接触网设备的运行特点，对接触网设备故障防治给出优化措施，为接触网供能系统和设备的安全运营提供了新依据。
参考文献
[1]梁凯.电气化铁路接触网设备维修策略研究[J].山东工业技术，2015（12）.
[2]辜毓星.铁路电气建设中的接触网设备运行研究[J].中国新技术新产品，2014（22）.
[3]张磊.铁路电气建设中的接触网设备运行分析[J].探索与研究，2019（12）.
[4]孙少江.高速铁路接触网防雷技术[J].电气化铁道，2017，28（3）：43-48.
[5]王开华.普速铁路接触网防雷措施及建议分析[J].山东工业技术，2019（2）：126.