談電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障及其防范措施

1、    談電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障及其防范措施    江亞男摘要：弓網(wǎng)故障在電氣化鐵路的所有事故中占有相當(dāng)大的比例，本文通過實例對弓網(wǎng)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并找到適當(dāng)對策，對現(xiàn)場運(yùn)營管理有一定參考價值。關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；弓網(wǎng)故障；原因；對策中圖分類號：tm922.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：引言：在電氣化鐵路上，電力機(jī)車沿接觸網(wǎng)高速滑行取流，以保證它及所牽引的列車的正常速度。接觸網(wǎng)沿線通過受電弓向電力機(jī)車輸送電能，并保證正常供電。接觸網(wǎng)和電力機(jī)車受電弓之間有著緊密的聯(lián)系，它們在相對的高速滑行摩擦運(yùn)動中完成輸電和受電的任務(wù)。這種緊密的聯(lián)系和相對的高速運(yùn)動日夜

2、存在從不間斷。1.電氣化鐵路接觸網(wǎng)的特點(diǎn)目前電氣化鐵路已經(jīng)逐步成為我國高速鐵路的主要發(fā)展方向,在鐵路電氣化區(qū)段牽引供電系統(tǒng)已經(jīng)和信號系統(tǒng)、工務(wù)系統(tǒng)一起,成為電氣化鐵路不可或缺的重要組成部分,尤其針對動車組自身不帶發(fā)電設(shè)備,車內(nèi)各種工作和生活用電均直接從接觸網(wǎng)上取電,接觸網(wǎng)一旦斷電會直接影響列車和旅客的工作和生活。因此如何確保牽引設(shè)備的正常運(yùn)行已經(jīng)成為牽引供電專業(yè)急需解決的問題。接觸網(wǎng)是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)中的重要組成部分,由于其結(jié)構(gòu)的設(shè)置的特殊性(機(jī)電合一、露天設(shè)置、動態(tài)工作、沒有備用),所以一旦出現(xiàn)故障將會直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時還會中斷電氣化鐵路的行車功能。因此分析和研究其

3、常見故障,制定切實可行的防范措施尤其重要。2.弓網(wǎng)故障的原因分析現(xiàn)階段，由于機(jī)車車輛新技術(shù)的大量應(yīng)用，特別是機(jī)車受電弓技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)致接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障大部分原因均集中在接觸網(wǎng)的具體參數(shù)特性和部分性能上，而且接觸網(wǎng)隨外界環(huán)境氣溫、風(fēng)速、線路條件等的影響，不穩(wěn)定特性顯著。在此就弓網(wǎng)故障的產(chǎn)生先進(jìn)行一個全面的分析。2.1 接觸網(wǎng)定位環(huán)節(jié)2.1.1定位點(diǎn)拉出值過大、定位器坡度過小，造成脫、碰、刮弓故障。這類故障一般為檢調(diào)超標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整拉出值時偏差較大、或遇大風(fēng)及溫度變化過大時造成，特別在曲線跨中尤為明顯。2.1.2道岔區(qū)刮弓、鉆弓故障。線岔定位部位，兩導(dǎo)線交叉位置參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)、始觸點(diǎn)高度不符合要求、線岔限制

4、管間隙過大。2.2 接觸網(wǎng)設(shè)備2.2.1 吊弦、電連接造成弓網(wǎng)故障電連接設(shè)置數(shù)量或位置不合理，特別是在坡道上，機(jī)車取流過大造成吊弦過流被燒斷。由于電連接與承力索接觸不良，形成線夾內(nèi)長期放電而造成燒斷電連接線。吊弦線夾、電連接線夾緊固螺栓長期處于振動狀態(tài)，由此造成螺栓、線夾松脫也是產(chǎn)生此類故障的原因之一。2.2.2 導(dǎo)線燒斷故障導(dǎo)線因硬彎、硬點(diǎn)而造成長期放電拉弧，使局部磨耗過大而造成接觸網(wǎng)斷線故障。接觸網(wǎng)設(shè)計原則: 大站及編組站的導(dǎo)高 6450mm，中間站及區(qū)間6000mm，隧道 5720 6000mm 之間。但是在檢調(diào)過程中，接觸導(dǎo)線高度在 5720 6450mm 間交替出現(xiàn)過渡，特別是在導(dǎo)高

5、變化的過渡部分，很少能保證接觸線 5的變坡要求。由于接觸導(dǎo)線高度忽高忽低，導(dǎo)致接觸懸掛彈性時大時小，在變坡點(diǎn)處產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，高溫電弧灼傷接觸線工作面，使接觸線工作面出現(xiàn)麻點(diǎn)，其他受電弓高速通過時，又產(chǎn)生更為嚴(yán)重的拉弧，若受電弓有隱性損傷帶病通過，易產(chǎn)生弓網(wǎng)故障，同時給以后接觸網(wǎng)運(yùn)營帶來隱性故障點(diǎn)。2.2.3 接觸網(wǎng)材質(zhì)不良引起連接、定位零件斷裂而造成的弓網(wǎng)故障直線處定位線夾或“v”型吊線線夾斷裂，造成定位管或定位器脫落，打擊受電弓。曲線處導(dǎo)線受水平分力的作用，造成定位線夾負(fù)荷增大，劣質(zhì)線夾可能出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象而造成脫、鉆弓故障。2.3因自然災(zāi)害造成的弓網(wǎng)故障嚴(yán)重自然災(zāi)害會給鐵路接觸網(wǎng)帶來嚴(yán)重?fù)p壞，

6、例如大風(fēng)就很容易造成弓網(wǎng)故障。當(dāng)風(fēng)負(fù)載力矩超過了反定位管、定位器及接觸線等的反力矩，定位裝置必將向上轉(zhuǎn)動，隨著定位器坡度不斷增大，電連接線將嚴(yán)重偏斜，當(dāng)機(jī)車受電弓滑過此處時，由于與電連接或其他線夾碰撞而損壞變形，造成弓網(wǎng)故障。3.預(yù)防鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的對策3.1接觸網(wǎng)方面接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障點(diǎn)比較多，但最常見得部位還是定位部分和道岔部位。在施工和維護(hù)過程中，利用先進(jìn)的檢測方法和檢測儀器對重要部位進(jìn)行監(jiān)測，并及時采取措施，控制甚至避免弓網(wǎng)故障的發(fā)生。3.1.1嚴(yán)格抓好供電設(shè)備的檢測檢修工作，尤其對重點(diǎn)設(shè)備，要加強(qiáng)巡查力度。實時監(jiān)測設(shè)備的動態(tài)參數(shù)，重點(diǎn)對大負(fù)荷區(qū)段的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控，同時根據(jù)實際情況加

7、強(qiáng)對線路的測溫工作，及時反饋信息，如有異常要及時處理。3.1.2定期測量接觸網(wǎng)定位點(diǎn)，防止拉出值過大與定位器坡度過小造成故障檢修作業(yè)中，測量工具的精確度，對接觸網(wǎng)影響很大。如現(xiàn)在普遍使用的接觸導(dǎo)線高度測量桿測量時，受到風(fēng)力、溫度、接觸懸掛的晃動及作業(yè)人員技術(shù)水平等多方面的因素影響，造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此利用接觸網(wǎng)檢測車測量接觸網(wǎng)動態(tài)參數(shù)是運(yùn)營檢測中首要考慮的方法。檢修調(diào)整作業(yè)時的溫度必須在調(diào)整作業(yè)中實地測量，防止因偏移錯誤而產(chǎn)生拉出值過大現(xiàn)象的發(fā)生。軟橫跨區(qū)域內(nèi)調(diào)整導(dǎo)線時，定位器與導(dǎo)線在水平方向的角度完全取決于定位器長度限制，因此在條件允許時可采用換平衡定位器或防抬高定位器的方式來減少因溫度

8、變化、檢調(diào)誤差帶來的定位器偏角過大和定位器坡度不夠造成故障的現(xiàn)象發(fā)生。接觸導(dǎo)線的拉出值，在直線處調(diào)為±200mm隨著機(jī)車運(yùn)行速度的不斷提高，受電弓的晃動也隨之更加劇烈，因此有必要將傳統(tǒng)的 ±300mm 減小 100mm。曲線處拉出值的設(shè)計一般為 150 400mm，但在曲線半徑為 350mm 的曲線施工時發(fā)現(xiàn)，跨距為 35m，設(shè)計拉出值為 400mm，實測值也為400mm，機(jī)車通過跨中時接觸導(dǎo)線拉出值不足50mm。為了增加運(yùn)行的可靠性，同時減少在曲線處對受電弓的偏磨現(xiàn)象，對于此類問題，建議將兩定位點(diǎn)及跨中的拉出值均勻布置。3.1.3防止道岔區(qū)刮弓故障的措施線岔處兩接觸線的連

9、線、各部參數(shù)都于線路兩軌連線平行與否緊密相連，如果兩軌連線不水平，而檢修一般使用的工具是水平尺加鋼尺，一旦檢調(diào)誤差累加軌面不水平因素，勢必會造成過大偏差，線岔處的參數(shù)就會因兩軌不水平而大大偏移。輕則引起受電弓碰導(dǎo)角，重則造成鉆弓事故。因此檢調(diào)線岔時，必須先核對始觸點(diǎn)范圍內(nèi)兩股道的軌面連線是否水平。3.1.4加強(qiáng)供電部門與維修部門的聯(lián)系與溝通，工務(wù)起、撥道一定要有接觸網(wǎng)檢修人員的配合，工務(wù)施工的同時進(jìn)行接觸網(wǎng)拉出值的測量和必要的調(diào)整。3.1.5保證主導(dǎo)電回路通暢，避免被燒斷。對供電線、上網(wǎng)電、股導(dǎo)電連接等要嚴(yán)格按要求制作，錨段關(guān)節(jié)、分段、分相絕緣器線岔等不得缺少必要的電連接。各部位線夾應(yīng)該定時按

10、周期檢查，如有問題要盡快解決，對接地裝置要進(jìn)行檢查和維護(hù)。3.2機(jī)車方面弓網(wǎng)故障對電力機(jī)車和接觸網(wǎng)都可能造成嚴(yán)重的破壞，因此電力機(jī)車在制造過程中就應(yīng)該考慮到弓網(wǎng)故障的影響，并采取措施避免弓網(wǎng)故障發(fā)生。3.2.1機(jī)車檢修時對受電弓的升降特性和滑板部分一定要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行檢查和調(diào)整，機(jī)車出庫時利用受電弓檢測儀對受電弓進(jìn)行認(rèn)真檢測。3.2.2機(jī)車入庫時一定要進(jìn)行受電弓絕緣子的清掃，以防止受電弓支持絕緣子閃絡(luò)爆炸引起弓網(wǎng)故障。3.2.3提高乘務(wù)員的技術(shù)素質(zhì)，加強(qiáng)培訓(xùn)，在機(jī)車運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)降弓標(biāo)志信號立即降弓，增強(qiáng)這方面的意識，以防止在降弓區(qū)斷不降弓引起弓網(wǎng)故障。4.結(jié)語：引起電氣化鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的原因很多，在接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、行車、貨物裝載以及工務(wù)維修等環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致弓網(wǎng)故障，與整個鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)密切相關(guān)。要從根本上解決問題，必須高度重視接觸網(wǎng)的各個重要細(xì)節(jié)問題，同時加強(qiáng)機(jī)車的檢測和維護(hù)，以適應(yīng)電氣化鐵路向高速、重載方面發(fā)展的