杨林
贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵州 贵阳 550000
摘要：在整个牵引供电系统中，接触网起着重要作用，因其运行环境较差，无备用，而且容易发生各种设备故障，发生故障如果不能尽快查找出故障点，对运输影响较大，并且故障查找一直是多年来接触网运行维护的难题。
关键词：地铁供电；接触网系统；可靠性；故障措施
1 接触网系统
地铁牵引网供电制式采用直流制。根据悬挂形式的不同，架空接触网又能被分为柔性接触网和刚性接触网。接触网系统主要部件有汇流排、接触线、中心锚结等。汇流排是接触网悬挂件中的重要部件，有“T”型和“Л”型两种横截面形式。接触线的材质一般为银铜合金，需要通过嵌入或者用线夹固定于汇流排上。汇流排接头，需要保证汇流排机械正常对接和其导电性能。中心锚结的作用是防止接触网在不同的环境温度下产生偏移。
2 地铁供电接触网主要故障
2.1 空间结构尺寸方面故障
接触网被划分至特殊供电设备之中。特殊性表现在一方面要确保接触网保质保量、稳健的为电力机车输送相应的电流；另一方面还要确保接触网的内部悬挂设备可以稳固的处于相应的空间位置之中，确保电弓可以从接触线中高质量、稳定的取流。因为机车受到电弓宽度的限制，它的行车速度较快，所以接触网的各项参数发生调整与变化就会导致机车的取流效果下降，情况严重时可能会引起弓网故障。
2.2 电气联结方面故障
接触网在运行时会发生某些不可避免的问题，这类问题主要集中于电气领域。电气领域发生故障的概率较低，但是一旦有故障发生，就会导致恶劣严重的影响出现，甚至可能出现塌网与断线等故障。
2.3 绝缘方面故障
接触网是具有特殊属性的高压型供电设备，绝缘技术属于该领域最关键的技术指标，它和其余地方电力系统的供电线差异较大，接触网各部件的悬挂高度相对较低，所以它的绝缘属性容易遭受环境的破坏与影响。接触网中使用的绝缘类型主要分为空气间隙绝缘以及绝缘体绝缘，以上两方面中有任一方面出现问题，都可能在放电时引发接触网故障。
3 提高地铁供电接触网可靠性的主要方法
3.1 GO法
在GO图中，通常采用符号表示各部件以及它们之间的关系，再利用信号线将进程表示出来。为了能更好的得到GO模型的原貌，在GO图中，通常都是采用正常路径表达各部件之间的关系。
3.2 故障树分析法
故障树分析法是先对各种接触网系统故障原因进行汇总，再建立起树状框图模型，然后再根据逻辑关系计算出可靠性的概率，从而使系统运行效率得以提高。
3.3 可靠性框图
可靠性框图是一种对接触网系统最基本的分析方法，它是采用框图的形式将系统故障原因表示出来，再对各单元的可靠性逐一进行分析，了解每一个单元对系统可靠性的影响，并提出优化措施，最终再利用串并联的形式将各单元连接起来。
4 地铁接触网防护措施
4.1 柔性接触网的防护措施
首先对于柔性接触网来说，它的绝缘设备的清洁度要得到保持，并且材料的选择要符合规定。其次，为了保障接触网的正常运行，对接触网周边存在的杂物及时清理，减少外部环境可能对接触网造成的损害。再次，接触网中的电力连接出现问题是由于连接结构的不合理性，所以在地铁建造的时候，就要对电联结的方式进行细致的考虑，使其达到最优化。从而实现管理以及控制电力系统的提高，在完工之后，还要对地铁进行检查与审核，确保电力系统的安全性，避免由于涉及与施工因素造成接触网的障碍。
4.2 刚性接触网的防护措施
首先是对地铁的电力零件如接触线、受电弓、配件进行定期的检查与保养，如果零件出现问题要就能够及时的检查与维修，进一步优化零件之间的联结方式，减少零件之间出现问题的可能性。其次，为了避免在运行过程中，经常出现磨损的状况，所以在设计时应当进行精细化的计算并分析实际情况数据，来减少后期出现故障的可能性。再次，需要确保接触网的结构符合实际情况，确保接触网设备处于良好的运行状态，比如根据接触网正弦波壁纸拉处置，对碳滑板进行出来，避免出现问题。
5 地铁供电系统与可靠性分析
5.1 地铁供电方式
5.1.1集中供电方式
沿着城市的轨道交通网络与线路，参照各区域市民的总体用电量与线路总距离，建设专门服务于城市轨道交通的主变电所。新建的主变电所要有两条独立的供电线路，并且两条线路的电压都需达到110KV。凭借主变电所给所在区域的城市轨道供电系统进行电压输送，电压等级通常是35KV以及10KV。利用主变电所承担与完成的供电方案被称专业人叫做集中式供电。
5.1.2分散供电方式
在轨道供电中选用分散式供电方案时，可以不特地修建专用的主变电所，可将城市中处于运行的电压线路转调至城市轨道供电系统的供电中，转调的线路通常为35KV与10KV。此外，有关单位要努力达到行车环网。使用这类供电方式要求城市已有的电网系统较为发达，在铁路轨道车站附近有满足要求的稳定供电电源，此时轨道交通中所用的电压等级要同城市电网相吻合。
5.1.3混合供电方式
此种供电方式就是以上两种模式的有机结合，此时要以集中供电为主，特殊区域与地段可使用城市电网，让轨道的供电系统更加完善与可靠。
5.2 供电可靠性
接触轨和刚性架空接触网结构简单，故障率低。接触轨主要零部件只有11种，由钢铝复合轨、膨胀接头、端部弯头等相关部件及绝缘支撑装置组成；刚性接触网的主要零部件也只有21种，结构简单紧凑，应用可靠。
柔性架空接触网结构复杂、关键设备多，如线岔、分段、锚段关节、补偿装置等，主要零部件多达69种，所以薄弱环节也多。一旦某个零部件发生问题，就会引发接触网故障，甚至发生刮弓、断线等恶性事故。另外，柔性架空接触网靠导线张力维持其工作状态，经过多年磨损及电弧烧伤，导线的截面会逐渐减小，其强度也随之降低，在张力及故障电流作用下，极易诱发断线事故，造成地铁停运。
5.3 建立可靠性评估系统
从地铁牵引供电系统的运行特性分析，地铁牵引供电系统的可靠性，设备本身的可靠性，各个设备之间以及设备与其他系统之间连接的可靠性，是保证其正常运行的关键。牵引供电系统在实际系统研究过程中，其可靠性主要涉及到牵引供电系统的设备结构、系统本身的特点以及运行的安全性和稳定性。可靠度研究的最终目标是保证地铁车辆在轨道上的正常运行。确保电力系统正常运行的主要指标是供电质量指标、故障及停电事故指标、停电程序、外部影响等。铁路牵引供电系统的可靠性评估的主要内容是对两个牵引变电所之间的线路及其相关部位的运行状况进行评估。然后对系统供电可靠性、牵引变电所可靠性、接触系统可靠性进行了评价。这三个系统是否正常用电，建立可靠度模型，最后结合不同的原始特性，对其进行定量评价。最终，进行评估部件或设备的可靠性评估，以评估设备中包含一个或多个部件，确定部件可靠性的变化对牵引供电系统的影响。
6 结语
接触网是城市轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。其沿轨道线路架设，通过受电弓或集电靴向客车供电。由于城市轨道交通接触网线路长，零部件多，工作环境恶劣，在受电弓和风的作用下一直处于动态变化之中。又因其无备用性，如果故障则将导致中断行车。因此若要减少城市轨道交通牵引供电系统的故障时间及故障次数，必须提高城市轨道交通牵引供电系统接触网的可靠性。
参考文献：
[1]邓敏，谭张平.地铁供电接触网系统可靠性及主要故障分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2019(30)：4060.
[2]陈涛.地铁供电接触网系统可靠性及主要故障分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2018(28)：3037.
作者简介：杨林；1989.05；男；汉；贵州镇远；本科；助理工程师；地铁接触网