李長城

（中鐵十九局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，北京 100076）

0 引言

目前我國主要有三種列車牽引方式，即：電力機(jī)車牽引、內(nèi)燃機(jī)車牽引以及蒸汽機(jī)車牽引。其中，電力機(jī)車牽引具有運(yùn)行速度快、功率大、效率高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用最為廣泛，在我國鐵路牽引中占據(jù)主要地位，是鐵路牽引的主力軍。但是，采用電力機(jī)車牽引會(huì)出現(xiàn)電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障問題，對(duì)鐵路運(yùn)輸造成了很大影響，如何有效處理和防范電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障，成為擺在鐵路供電部門面前的重要研究課題。電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障的形式多樣、原因復(fù)雜，給故障搶修工作造成一定困難，如果搶修故障的方法不正確，會(huì)拖延修復(fù)時(shí)間，甚至導(dǎo)致故障性質(zhì)改變。電氣化鐵路接觸網(wǎng)為露天設(shè)施，隨著機(jī)車的不斷移動(dòng)，線路負(fù)荷也會(huì)變化，而我國電氣化鐵路運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，導(dǎo)致觸網(wǎng)設(shè)備使用頻率過高，在力和電的雙重作用下，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些故障問題。所以，研究和探討電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障的處理策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 故障的原因及處理

1.1 機(jī)械故障

機(jī)械故障主要包括零部件的損壞、變形、脫落和折斷等，如單耳定位環(huán)斷裂、中錨線夾出現(xiàn)裂紋、隧道內(nèi)吊柱支撐下部脫落、吊索線夾螺絲斷裂等。導(dǎo)致機(jī)械故障的原因有多種，通過對(duì)鐵路運(yùn)行情況的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，發(fā)生機(jī)械故障的區(qū)段主要是新開通的鐵路。盡管鐵路接觸網(wǎng)是在經(jīng)過聯(lián)調(diào)聯(lián)試、初驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)、缺陷克服等多個(gè)階段實(shí)驗(yàn)之后才投入使用的，但因?yàn)榻佑|網(wǎng)工程任務(wù)重、工期緊，在使用中仍有可能發(fā)生故障。出現(xiàn)機(jī)械故障的原因多數(shù)是工作人員未根據(jù)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，零部件緊固力矩過大或沒有根據(jù)零部件標(biāo)準(zhǔn)力矩緊固等，導(dǎo)致在運(yùn)行中出現(xiàn)螺栓脫落、松動(dòng)或銅質(zhì)材料斷裂等情況。

處理機(jī)械故障的主要措施是強(qiáng)化對(duì)鐵路接觸網(wǎng)施工的驗(yàn)收、介入，尤其是要求工作人員嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)施工工藝，要求施工單位及時(shí)整治在驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)缺陷。在鐵路正式運(yùn)營前，接管設(shè)備單位要組織人員對(duì)鐵路接觸網(wǎng)各部螺母、螺栓、防松墊片、彈墊等進(jìn)行地毯式檢查、緊固，保證各部參數(shù)在安全限定值內(nèi)，避免設(shè)備帶病工作。

1.2 電氣故障

電氣故障的主要類型包括電纜擊穿、線索燒傷等，如正饋線電纜頭絕緣擊穿。鐵路接觸網(wǎng)容易在新開通一段時(shí)間后出現(xiàn)電氣故障，主要發(fā)生在正式開通運(yùn)營1 年內(nèi)，尤其在冬天、夏天出現(xiàn)極端溫度時(shí)。出現(xiàn)電氣故障的主要原因包括絕緣配合問題、電纜絕緣強(qiáng)度不夠或接觸線索絕緣距離不夠等，從而導(dǎo)致?lián)舸?。比如，鐵路接觸網(wǎng)導(dǎo)線都有一定馳度，如果空氣濕度較大會(huì)大大降低空氣絕緣的強(qiáng)度，列車通過時(shí)線索晃動(dòng)會(huì)縮小與拉線底座錨栓的距離，導(dǎo)致空氣絕緣擊穿，出現(xiàn)短路放電跳閘。

電氣故障的處理措施如下：①在檢修時(shí)，應(yīng)結(jié)合電氣故障實(shí)際情況，根據(jù)溫度安裝曲線調(diào)整接觸懸掛部位，以最困難條件下的絕緣距離為標(biāo)準(zhǔn)，適度增加絕緣距離，加大空氣間隙，避免出現(xiàn)空氣絕緣擊穿的情況；②嚴(yán)格監(jiān)測(cè)接觸網(wǎng)運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)問題及時(shí)處理，防止接觸懸掛各部位因溫度變化而過松、過緊，導(dǎo)致絕緣距離過低，進(jìn)而引起線索燒傷；③在鐵路接觸網(wǎng)電纜使用方面應(yīng)注意，使用電纜最好選擇熱備用方式、不使用冷備用方式，正式給接觸網(wǎng)送電前應(yīng)專門檢查電纜接地方式，強(qiáng)化人員培訓(xùn)、提升工作人員現(xiàn)場(chǎng)查找電纜故障的水平。

1.3 環(huán)境問題

鐵路線路空間跨度大，多種外部因素可造成導(dǎo)電物體接觸承力索、導(dǎo)線、供電線等發(fā)生故障，如山體塌方、泥石流、地震等均可能造成接觸網(wǎng)線路損壞或改變。在大氣污染嚴(yán)重的區(qū)域，雨水的酸性較強(qiáng)，容易對(duì)接觸網(wǎng)造成一定腐蝕，導(dǎo)致接觸網(wǎng)線路發(fā)生損壞，最終導(dǎo)致接觸網(wǎng)斷線故障。

1.4 人為因素

①日常檢修不嚴(yán)格，鐵路接觸網(wǎng)鋪設(shè)面積非常大，檢修人員面對(duì)巨大的工作量，往往會(huì)降低檢修質(zhì)量，導(dǎo)致部分細(xì)小設(shè)備缺陷無法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在很大的安全隱患，容易造成接觸網(wǎng)斷線事故；②接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)落后，僅可檢測(cè)表面磨耗，無法檢測(cè)其他故障，這在很大程度上增加了故障風(fēng)險(xiǎn)；③承力索、接觸線等關(guān)鍵部件質(zhì)量不過關(guān)、制作工藝或材質(zhì)不良等，造成鐵路接觸網(wǎng)質(zhì)量不高，斷線故障時(shí)有發(fā)生。

2 故障的防范措施

2.1 設(shè)備質(zhì)量管理

應(yīng)根據(jù)我國鐵路總公司制定的《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)天窗時(shí)間的規(guī)定，在確保兌現(xiàn)天窗時(shí)間的前提下保證設(shè)備質(zhì)量。在天窗施工過程中，線路大中修、技改工程、接觸網(wǎng)大修、大型機(jī)械作業(yè)的時(shí)間不能少于240 min。在天窗維修時(shí)，電氣化單線不能少于90 min，雙線不能少于120 min。

在設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)的拉出值和跨度距離時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保接觸網(wǎng)一直處在受電弓滑板工作的范圍之內(nèi)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上留出適當(dāng)?shù)挠嗟?。?jiān)決避免在接觸網(wǎng)中使用不合格材料，要嚴(yán)格檢驗(yàn)接觸網(wǎng)零部件材料的質(zhì)量，檢驗(yàn)合格后方可用于接觸網(wǎng)中。

2.2 日常檢修維護(hù)

受到溫度、風(fēng)力、技術(shù)人員工作水平、懸掛晃動(dòng)等方面因素的影響，接觸導(dǎo)線導(dǎo)高測(cè)量容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性造成影響，從而導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備正常運(yùn)行受到影響。因此，應(yīng)對(duì)接觸網(wǎng)定點(diǎn)位進(jìn)行定期測(cè)量，以防止定位器坡度過小或拉出值過大而導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障。

施工過程中的遺留問題，大部分在交驗(yàn)環(huán)節(jié)就能被發(fā)現(xiàn)、被解決，也有一部分問題不容易被發(fā)現(xiàn)、或疏于檢查，造成在設(shè)備運(yùn)行使用后才被發(fā)現(xiàn)。為避免此類情況出現(xiàn)，營運(yùn)單位要提前介入施工過程，在施工階段就要強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)管，提升工程項(xiàng)目質(zhì)量，降低運(yùn)營成本，減少后期隱患。

對(duì)冒火現(xiàn)象要重點(diǎn)檢查，防止引發(fā)不必要的火災(zāi)。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)檢修標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，強(qiáng)化對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備各部彈墊、螺母、防松墊片、螺栓等的平推檢查。應(yīng)確保接觸網(wǎng)各項(xiàng)參數(shù)一直保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍之中，要平推緊固設(shè)備中各連接螺栓，再利用總結(jié)、抽檢等方式，逐步完成對(duì)螺栓松動(dòng)周期的整理，以方便及時(shí)緊固設(shè)備各部件，對(duì)檢修計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)容易導(dǎo)致承力索導(dǎo)線非正常過流的部位，應(yīng)加裝電連接，確保電連接線夾設(shè)備連接可靠。

2.3 環(huán)境整治策略

定期修枝或砍伐容易對(duì)鐵路接觸網(wǎng)造成影響的樹木，對(duì)管轄范圍內(nèi)樹木的春夏季生產(chǎn)情況及時(shí)記錄。按照天氣預(yù)報(bào)提示，在出現(xiàn)惡劣天氣時(shí)加強(qiáng)對(duì)鐵路沿線樹木的巡查，強(qiáng)化防范工作，減少災(zāi)害天氣影響。冬季及時(shí)排除隧道內(nèi)凍冰，夏季強(qiáng)化防雷，定期檢查設(shè)備運(yùn)行狀況。

對(duì)于鳥害問題：①強(qiáng)化對(duì)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控，在鳥害多發(fā)季節(jié)增加巡視頻次，尤其是在冬春季節(jié)交替鳥害頻發(fā)時(shí)段，要進(jìn)行機(jī)車添乘巡視，發(fā)現(xiàn)問題后要定時(shí)、定責(zé)、定人銷號(hào)處理，把鳥巢列入車間設(shè)備問題庫，對(duì)其進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理；②總結(jié)分析鳥巢，對(duì)鳥兒搭窩習(xí)性進(jìn)行及時(shí)、全面掌握，對(duì)重復(fù)搭建鳥巢的地方建立問題庫，納入重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，并在這些重復(fù)搭建鳥巢的地方安裝驅(qū)鳥器，改善防治飛鳥的效果。

為有效避免雷擊故障，在設(shè)計(jì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)的過程中就應(yīng)全面了解鐵路所經(jīng)地段每年的平均雷暴日，按照具體情況增加雷區(qū)的絕緣子和絕緣爬距。把綜合接地體系的接地線接入鋼柱頂端，以確保接地極與大地間的接觸電阻符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，在接地極運(yùn)行3 至5 年后，應(yīng)對(duì)接地極接地電阻進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)。

2.4 人員素質(zhì)培訓(xùn)

應(yīng)強(qiáng)化對(duì)乘務(wù)員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，不斷提升他們的整體素養(yǎng)，使其全面掌握鐵路運(yùn)行基本常識(shí)，在發(fā)生鐵路接觸網(wǎng)故障時(shí)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)的同時(shí)能進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。與此同時(shí)，在出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況時(shí)要積極安撫乘客，避免出現(xiàn)不必要的沖突。檢修人員在對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，切忌通過涂抹大量黃油的方式來逃避扣分。例如，為避免因電連接散股被扣分，就將厚厚的一層黃油涂抹在電聯(lián)接表面，導(dǎo)致不易發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部電氣燒傷缺陷，對(duì)設(shè)備巡視檢查工作造成不利影響。還要嚴(yán)把機(jī)務(wù)段受電弓出庫關(guān)口，嚴(yán)防受損受電弓上線帶病運(yùn)行。

3 結(jié)語

電氣化鐵路接觸網(wǎng)作為一種供電設(shè)備，在使用條件和結(jié)構(gòu)方面都有很大的特殊性，其故障形式也多種多樣。強(qiáng)化對(duì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障的研究，了解和掌握故障發(fā)生的真正原因，進(jìn)而制定出正確合理的解決方案和防范措施非常必要。工作人員應(yīng)及時(shí)有效地排除接觸網(wǎng)故障，確保電氣化鐵路供電安全，促進(jìn)我國電氣化鐵路行業(yè)快速健康發(fā)展。