试论地铁供电接触网系统可靠性及故障

摘 要：文章对地铁接触网系统的基本情况进行概述，然后对地铁供电接触网系统可靠性的影响因素实行分析，对地铁供电接触网系统可靠性的完善方法加以探讨，然后明确地铁接触网系统常见故障和处理方法，主要的目的：及时发现地铁供电接触网系统的可靠性影响因素、故障问题，及时采取相应方法解决故障问题，进而切实提高地铁供电接触网系统的可靠性及稳定性。

关键词：地铁;供电接触网;系统;可靠性;故障

一、 地铁接触网系统的基本概述

接触网的性能，直接关系到机车运行速度、机车运行是否稳定，城市土地成本比较高，故此地铁多修建在地下且高架桥占据比例较小。地下凈空高度较为有限、接触网为刚性悬挂，对于地铁运行会构成不同程度的影响。地铁牵引网供电多为直流制，结合不同的悬挂形式架空接触网可分成柔性接触网、刚性接触网。值得一提的是，接触网系统包括汇流排、接触线，以及中心锚结等部件。其中，汇流排属于接触网悬挂件中的重点部分，存在T型、π型截面形式;接触线材质多为银铜合金，一般经嵌入/线夹方式固定在汇流排。汇流排接头需确保汇流排机械正常对接、导电性能良好;中心锚结可避免接触网受到环境温度影响出现偏移状况。

二、 地铁供电接触网系统可靠性的影响因素分析

供电网络连接主变电所、地铁车站变电所，均属于地铁供电系统的主要部分，配电网的可靠性和地铁供电系统运行可靠性关系紧密。地铁配电电压等级常见35kV、33kV和10kV，33kV电压等级并没有广泛应用，受到历史原因影响仅于部分城市中运用。配电网供电可靠性影响因素包括：设备自身可靠性因素所致外力破坏引发线路故障;故障修复时间;作业停运等因素。需要注意的是，外部电网不稳定无法直接消除，一般可经冗余备份、鲁棒电网架架构消除相关影响因素，有效控制故障的概率，确保配电网供电更加可靠。设备自身可靠性问题、外部因素所致线路故障，均可经适合设备、设备维护、线路运行环境等方式处理。但如果使用的设备陈旧、老化，则不能从根本上消除影响因素，这时建议提供冗余备份、以及时修复方式在第一时间排除故障问题，进而提高地铁供电接触网系统的可靠性。

三、 地铁供电接触网系统可靠性的完善方法探讨

（一）使用故障树分析方法

故障树分析法的应用，需先对不同类型接触网系统故障原因汇总，然后构建树状框图模型，明确逻辑关系后合理计算地铁供电接触网的可靠性，以便有效保障系统运行的效率。

（二）使用GO法

GO法即为经分析得出模型直接翻译为GO图，GO图中会使用符号代表不同部件、部件关系。除此之外可通过信号线展示进程，为有效获得GO模型应在GO图中使用正常路径表达，进而明确不同部件的关系。

（三）使用可靠性框图法

可靠性框图属于接触网系统常用分析方法，通过框图方式明确系统故障原因，然后对不同单元可靠情况加以分析，加强对个单元对于系统可靠性影响的分析，编制相应的处理对策，最后通过串并联方式连接所有单元。

（四）其他方法的应用情况

在能够修复的接触网系统中，建议应用马尔科夫随机模型法，状态概率、历史状态没有直接关系，不存在记忆问题。同时可在馈线分区时网络模型法，通过自动开关的方式将网络分为自动隔离区、手动隔离区，在此之后对接触网系统运行可靠性情况加以分析。

四、 地铁接触网系统常见故障、处理方法刍议

（一）接触线磨耗故障及其处理方法

故障情况：地铁运行期间特别为列车加速区段，线面容易发生放电、打火问题，绝缘锚段关节位置会产生严重接触线磨耗故障。因刚性接触网弓网承受压力过大，所以曲线、减震道床、加速等区域弓网处于波动状态，承受着不稳定接触压力、冲击力，直线段磨耗程度，和曲线段磨耗程度、坡道段磨耗程度比较更加严重，其中减震道床的磨耗程度为最严重的。若是汇流排中间接头位置连接不紧密，发生磨耗加重的可能性非常大。

故障处理方法：设计接触网系统时考虑到减震道床区段，区线线路设计方面情况，将绝缘锚段关节布设在列车惰性减速区。为降低汇流排中间接头位置磨耗程度，进行列车检修过程应合理应用螺栓禁锢，深入研究禁锢、接头工艺。

（二）汇流排终端故障及其处理方法

故障情况：汇流排终端故障主要为接触线电气烧伤故障、接触线疲劳破坏故障、汇流变形所致汇流排终端失败故障等。环境温湿度、空气质量、雨雪雷电等因素，均为对汇流排终端可靠性构成影响的基本因素。

故障处理方法：选用热胀冷缩性能的汇流排、放松防脱性能零部件，对汇流排安装时需保证安装到位，避免零部件卡滞/脱落引发器件变形、弓网接触不平的现象，可增加防护措施做好日常检修及保养方面的工作。

（三）自然灾害所致故障及其处理方法

故障情况：接触网机、电合一比较特殊的构造，安装位置会暴露于室外接触网，因而易受到气候因素影响，并且无法保证接触网的构造、功能。自然灾害的发生，对接触网外置结构的影响非常大，主要表现在对接触网功能方面的影响。

故障处理方法：工程维护过程应在接触网支柱修建防护坡、防护桩，以此提高抵抗自然灾害方面的能力。此外，需要加强对接触网功能保护，以便积极影响地铁运行供电状况。

五、 结语

为提高地铁供电接触网系统可靠性，应对可靠性影响因素及如何提高接触网系统可靠性深入研究。在此之后，需要明确接触网故障原因，联系具体状况进行整改，并且定期对线路进行检修，从而为保证地铁安全运行、稳定运行打下良好的基础。

参考文献：

[1]高航，易胜峰，李柯.地铁供电系统中柔性接触网常见故障和防范措施解析[J].居业，2019（6）：11.

[2]马登峰.浅谈地铁供电系统继电保护[J].军民两用技术与产品，2018（22）：146.

作者简介：

王晓强，常州轨道交通发展有限公司运营分公司。