城市軌道交通接觸網(wǎng)技術(shù)和故障分析

何超

摘 要：隨著中國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市軌道交通作為重要的交通方式，成為現(xiàn)有城市交通的重要組成部分。接觸網(wǎng)技術(shù)作為城市軌道交通供電系統(tǒng)中的重要組成部分，其安全運(yùn)行、故障分析及實(shí)時處理能力直接影響城市軌道交通運(yùn)行的質(zhì)量。文章從接觸網(wǎng)技術(shù)入手，分析現(xiàn)有技術(shù)、總結(jié)現(xiàn)有故障的分類并對現(xiàn)有故障進(jìn)行分析，提出維護(hù)的策略。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;接觸網(wǎng);故障分析

隨著城市軌道交通技術(shù)的快速發(fā)展，軌道交通的運(yùn)行質(zhì)量被廣泛關(guān)注。作為牽引供電系統(tǒng)中的供電線路部分，接觸網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行變得尤為重要。作為列車牽引動力供電部分的接口環(huán)節(jié)，接觸網(wǎng)鋪設(shè)于軌道交通旁，所以安全、穩(wěn)定運(yùn)行不僅涉及接觸網(wǎng)本身質(zhì)量，同時還受限于環(huán)境條件、運(yùn)營模式等。接觸網(wǎng)與列車的特殊耦合方式?jīng)Q定了其不能配置備用設(shè)備，接觸網(wǎng)的不可替代性決定了該設(shè)備的重要性。在實(shí)際的供電系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，接觸網(wǎng)跳閘引起的城市軌道交通供電中斷廣泛存在。供電中斷不僅會造成交通的大面積停擺，還會引起乘客慌亂，并導(dǎo)致企業(yè)公信度下降。因此，對城市軌道交通中的接觸網(wǎng)技術(shù)和常見故障進(jìn)行分析十分必要。

1 ? 接觸網(wǎng)技術(shù)

接觸網(wǎng)作為一種特殊的輸電線路，沿交通軌道線路上方架空鋪設(shè)。該網(wǎng)絡(luò)由接觸懸掛、定位裝置、支柱等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

接觸懸掛裝置包括接觸線和絕緣子等，主要作用是將牽引變電所的電能傳送給電力機(jī)車作為牽引動力。定位裝置的主要作用是將接觸線的位置進(jìn)行固定，保證接觸線與受電弓不脫離。由鋼筋混凝土構(gòu)成的支柱作用是承載上述裝置的全部負(fù)荷以保證接觸網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。

按照接觸網(wǎng)的不同懸掛類型，可以分為剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)兩部分[1]。城市軌道交通中兩種形式的接觸網(wǎng)絡(luò)都廣泛存在，且各有利弊。在實(shí)際的接觸網(wǎng)選擇上，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分析進(jìn)而決定選型。剛性接觸網(wǎng)通過懸掛裝置懸掛于軌道的上方，其接觸線嵌與夾線槽當(dāng)中，該類接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，不僅費(fèi)用低廉而且在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中方便維護(hù)。柔性接觸網(wǎng)雖然不便維護(hù)，但是動態(tài)均勻性好，且實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中受流效果比剛性接觸網(wǎng)好。

2 ? 故障分析

對接觸網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)成及其分類進(jìn)行研究，將故障原因分為設(shè)備故障和人員操作失誤兩部分。根據(jù)接觸網(wǎng)的不同分類，將設(shè)備故障問題分為剛性接觸網(wǎng)與柔性接觸網(wǎng)兩部分進(jìn)行分析。

2.1 ?剛性接觸網(wǎng)故障

剛性接觸網(wǎng)的部分懸掛點(diǎn)通過螺栓進(jìn)行固定，列車運(yùn)行中的沖擊對于接觸網(wǎng)的壓力將直接影響螺栓的穩(wěn)固。由于實(shí)際城市軌道交通運(yùn)行時間長、周期短，長年累月的沖擊會造成螺栓松動進(jìn)而直接影響接觸網(wǎng)供電的可靠性，所以，在設(shè)備安裝時應(yīng)當(dāng)加裝帶有防滑效果的墊片，減少松動可能。在后期維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)增加螺栓的檢測項目，如果發(fā)現(xiàn)有松動，應(yīng)及時加固或者更換螺栓。

剛性接觸網(wǎng)安裝是將接觸線嵌于夾線槽當(dāng)中。地鐵隧道密封、潮濕，經(jīng)常出現(xiàn)頂部漏水、反潮現(xiàn)象。如果頂部污水滴至夾線槽內(nèi)，將會造成匯流排和接觸線兩路線路的腐蝕，腐蝕情況較為嚴(yán)重則會導(dǎo)致漏電和接觸線脫落等問題。所以，在實(shí)際的安裝中，需要在接觸線上方設(shè)置必要的保護(hù)罩，使得頂部污水不會直接落與線路上。在線纜選擇中，應(yīng)當(dāng)選擇抗腐蝕性能較好的線纜，從源頭上降低出現(xiàn)線路腐蝕的概率。

2.2 ?柔性接觸網(wǎng)故障

柔性接觸網(wǎng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件較多的特點(diǎn)，對于抗拉性能要求較高[2]。如果懸掛點(diǎn)的選擇出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致懸掛裝置受力變形，產(chǎn)生隱患。所以，在安裝柔性接觸網(wǎng)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際安裝環(huán)境，通過力學(xué)仿真軟件，對懸掛點(diǎn)的位置以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在安裝初期就應(yīng)避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來的安全隱患，在定期維護(hù)當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)有設(shè)備擠壓甚至變形的情況，也應(yīng)及時更換。

分段絕緣器作為柔性接觸網(wǎng)的重要設(shè)備，由于局部腐蝕較為嚴(yán)重，一直是產(chǎn)生故障的主要原因。由于分段絕緣器與接觸線處于不同平面，易造成底部磨損。工作環(huán)境為露天，所以會出現(xiàn)設(shè)備老化較快、表面污穢附著等問題。在安裝時，應(yīng)當(dāng)盡量保證分段絕緣器與接觸線平滑，在日常維護(hù)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)定期清理表面污穢。

2.3 ?人員操作失誤

除去設(shè)備故障外，人員操作失誤也是故障產(chǎn)生的重要部分。例如，實(shí)際操作中，在沒有驗電操作的前提下直接掛起地線，或者由于經(jīng)驗不足將地線放置錯誤位置等，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)現(xiàn)有檢修人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，同時，明確安全操作規(guī)范。

3 ? ?結(jié)語

本文由城市軌道交通接觸網(wǎng)技術(shù)入手，對現(xiàn)有接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。根據(jù)剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)的不同結(jié)構(gòu)，分析可能存在的故障問題并給出相應(yīng)的改進(jìn)措施。在設(shè)備的故障檢測當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)維護(hù)力度，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高技術(shù)能力，增強(qiáng)安全意識。從設(shè)備維護(hù)和人員培訓(xùn)兩方面保證城市軌道交通的平穩(wěn)運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馬沂文，白秀梅.城市軌道交通供電接觸網(wǎng)類型的比較[J].城市軌道交通研究，2003（1）：25-29.

[2]王寧，單圣熊.受電弓與接觸網(wǎng)間接觸壓力的分析[J].電氣化鐵道，2000（2）：23-25.