铁路接触网运行状态的影响因素与管控措施

高怀玉

摘 要：接触网是一种电力线路，架设在电气化铁路的沿线上方，通过受电弓为电力机车提供电能，同时又是铁路电气化发展的重要工具，使用频率居于各个部件的前列，且因其具有露天设置、结构脆弱、无备用等特点，受其内外不良因素影响，使设备故障时有发生。该文首先阐述了铁路接触网的功能与组成，其次分析了铁路接触网运行状态的影响因素，同时深入探讨了铁路接触网故障的管控措施。

关键词：铁路接触网；运行状态；影响因素

中图分类号：TM922.5 文献标志码：A

0 前言

从2018年2月中国铁路总公司发布的2017年统计数据来看，全国铁路2017年累计发送旅客30.38亿人，发送货运29.19亿吨，与上年相比增加了9.6 %和10.1 %；全国铁路的营业里程达到了12.7万km；其中，电气化铁路里程所占比例为68.2%，达到了8.7万km；而电力机车在全国铁路机车所占比例为59.5%，达到了2.1万台。由此可见，我国铁路网目前正在承担着日益繁重的运输任务，直接关系到国民经济的发展，而在“节能减排”、“环保低碳”的理念下铁路电气化率必然会越来越高，而接触网又是铁路电气化，特别是高速铁路发展的重要设备，使用频率居于各个部件的前列，且结构复杂、较易故障。鉴于此，极有必要对铁路接触网运行状态的影响因素与管控措施进行研究。

1 铁路接触网的功能与组成

铁路接触网实质上是一种电力线路，架设在电气化铁路的沿线上方，通过受电弓为电力机车提供电能；其架设方式呈“之”字型，主要由基础与支柱、接触悬挂、支持装置和定位装置等几部分组成。

1.1 基础与支柱

基础与支柱用以承受接触悬挂、支持装置、定位装置的全部负荷，并将接触网悬挂固定在规定的位置和高度上，预应力钢筋混凝土支柱和钢柱是常用的类型。

1.2 接触悬挂

接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分，根据其纵向索线的数目和特点分为简单接触悬挂与链型接触悬挂两大类。

1.2.1 简单接触悬挂

简单接触悬挂是由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。国内现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿裝置，以调节张力和弛度的变化。

1.2.2 链型接触悬挂

链形接触悬挂是在承力索上采用吊弦的方式来悬挂接触线，并且通过有关数据对吊弦长度进行计算与调整，通过锚段终端的张力补偿装置作用，使跨距内接触线对轨面的高度基本保持一致。

1.3 支持装置

支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其他建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同，现行的支持装置主要由棒式绝缘子、平腕臂、斜腕臂及安装所需的各种连接部件组成。

1.4 定位装置

定位装置是在定位点处实现接触线相对于受电弓中心进行横向定位的装置，其功能主要是把接触线始终控制在受电弓滑板的运行轨迹范围内，并将接触线的水平负荷传递给支柱；主要由定位管、定位器、定位线夹及连接零件组成。

2 铁路接触网运行状态的影响因素

从目前来看，我国铁路网正在承担着日益繁重的运输任务，电气化率必然会越来越高，如果未能及时对铁路接触网进行维护或检修，那么必然会导致铁路接触网出现损坏，难以保证铁路运输畅通。由此可见，很有必要对影响铁路接触网运行状态的因素进行研究。

2.1 接触网定位环节因素

（1）如果定位点处的坡度过小或者拉出值过大，均有可能会导致出现刮弓、碰、脱等多种故障类型，主要是由于定位装置安装形式、位置及有关参数不符合规范，各部螺栓力矩紧固不达标，温差变化差异过大，大风大雪恶劣天气等所造成，尤其是在曲线处跨中体现得更加明显。

（2）道岔区刮弓、钻弓故障。道岔区刮弓、钻弓故障主要是由于线岔限制管间隙过大，导线交叉处有关参数不符合标准，始触区内安装设备线夹以及受电弓转换点水平抬高数值不合理等原因此导致的，同时受电弓的带病运行也会造成刮弓、钻弓故障。

2.2 接触网设备因素

2.2.1 吊弦、电连接故障

如果电连接设置的位置不合理、数量较少，就很有可能会导致机车由于取流过大而出现吊弦、软横跨固定绳、承力索线索交叉处、承力索支座及电连接线夹内线索的烧断，也会导致软横跨悬吊滑轮及定位器铰接处设备的烧损、掉落问题；同时电连接、吊弦线夹又长期处于振动环境中，也较易出现松脱、断裂等问题，此外电连接线夹内涂抹的电力复合脂在长期使用过程中也会逐渐地出现老化问题，导致电连接处接触电阻增加进而发热量增加，使线夹发热而烧伤线索。

2.2.2 承力索、接触线烧断故障

接触线较易由于硬点、硬弯、电力机车故障、异物搭接、绝缘锚段关节内电力机车启动取流等问题而导致出现放电拉弧、局部磨耗过大等，使接触线出现损伤并在张力的同步作用下导致断线事故发生。此外不同悬挂间非稳定性接触也会造成线索间放电，导致断线事故发生，此种情况一般发生在站场交叉承力索间和非支接触线与工支定位管间。

2.2.3 隔离开关、避雷器故障

此类故障多是由于设备性能下降、老化、电腐蚀、材质不良等原因造成，如设备安装所用的铜铝过渡线夹，长期在电腐蚀下，易发生断裂问题；避雷器绝缘部件老化、性能下降，在雷击设备后易发生炸裂。

2.3 气候因素

由于铁路接触网处于全露天状态，受季节变化、大风、雷雨、冻雨等恶劣天气影响较大，均有可能会导致铁路接触网出现故障。如在季节温差变化较大的情况下，因线索驰度变化引起接触网设备引线与支柱等接地体绝缘距离不足，上跨桥下承力索、供电线、加强线与桥体绝缘距离不足引发断线事故等；在大风环境下，易导致铁路沿线危树与接触网绝缘距离不足，异物短接接触网设备，线索在风摆情况下对地绝缘距离不足等；在雷雨天气下，易发生绝缘闪络、雷击设备烧伤接触网设备故障等；在冻雨天气下，易发生接触网覆冰舞动影响行车故障等。

2.4 外部环境因素

外部环境因素主要包括危树、异物、鸟害、周边污染源、冰冻、暴雨、地震、山体坍塌、泥石流和雷击等。从实际运营情况来看，铁路接触网每年因上述外界因素的影响，导致接触网发生故障的情况也较为突出，如鸟巢在硬横梁、支柱、设备底座、肩架等处所的搭建，导致接触网设备短接接地故障；雷雨季节时，易发生山洪暴发、山体坍塌、泥石流、危树倒伏等导致支柱折断、线索断线的严重铁路交通事故；如果铁路接触网处于钢厂、煤场、化工厂等易产生导电物质的区域内时，在阴雨、雾天时也极易发生绝缘子大面积污闪接地故障。

2.5 线路及其他环节

2.5.1 线路原因故障

此类故障主要是出现在线路故障导致列车脱轨造成接触网大面积损坏或曲线段外轨的超高值变化而导致受电弓刮弓、脱弓故障。

2.5.2 架空跨越线路故障

此类故障多是由于雷击、跨越线索安装形式不规范、固定不牢、设备失修等原因导致架空跨越线索脱落，搭接在接触网上造成断线事故。

3 铁路接触网故障的管控措施

铁路接触网是电力机车运行的基本设施，受到技术、设备、自然环境的影响；如果管控不到位，轻则影响电力机车正常工作，重则可能导致事故发生。只有对影响接触网运行安全的这些问题采取有效的防控措施，才能确保接触网设备的安全、稳定运行。

（1）通过设备升级改造，提高接触网运行的可靠性及稳定性。接触网设备的更新升级要建立在“免维护”的指导思想之上，通过综合对比、合理选型尽可能地实现本质安全。将组合型分段绝缘器更换为整体型；将注油型补偿装置更换为免维护型；将供电线转角处的并沟线夹更换为对接管式的连接形式；将并沟式电连接线夹更换为压接式等，不断提高设备运行的可靠性及稳定性。

（2）采取人防、物防、技防措施，减少外界不良因素影响，保障设备安全运行。象及时组织人员对铁路沿线两侧彩钢瓦、广告牌、彩布条、危树等进行处理，减少恶劣天气下外部环境对接触网设备运行本身造成的不良影响；同时将重污区瓷质绝缘子更换为爬电距离较大的复合型绝缘子，防范大面积绝缘污闪情况发生；在支柱、硬横梁上安装驱鸟器、防鸟网等，杜绝鸟害对设备的安全影响；在桥隧渗水结冰处所安装绝缘板，防止短接设备；在上跨桥、上跨电力线下方安装绝缘钢绞线、铠装护线条，防止断线事故发生；在供电线支柱、高路堤、高桥梁处所加装避雷线，减少雷击概率；通过涂抹螺纹锁固胶，延长螺母力矩紧固周期等一系列有效措施，从而保障设备安全稳定运行。

（3）充分发挥6C检测作用，为设备维修提供可靠依据。在“预防为主、重检慎修”的指导方针下，运用铁路供电安全检测监测系统（6C系统）为供电设备的维修提供可靠的维修依据，定期进行检测，即时、定期分析诊断，使各类设备问题得到有效解决；尤其是通过3C检测装置的应用，使弓网燃弧、设備隐性的发热、电腐蚀等问题得到及时发现与整治，从而保障设备运行安全。

（4）加大弓网设备联合整治力度，确保弓网运行状态良好。电力机车作为牵引供电系统的一个子部分，其设备运行的可靠性对接触网的安全运行也起着至关重要的作用。由于弓网运行状态不良导致发生事故的情况也占有相当的比例，因此加强电力机车设备的检查维修工作也显得尤为重要，尤其要着重检查车顶绝缘设备是否存在着破裂、脏污、烧损等现象，受电弓是否存在着撬起、变形、深沟槽以及机车车顶各连接零部件状态是否良好等。

参考文献

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