城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障分析

杜雷

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司  陕西省西安市  710016

摘要：在我国高速发展过程中，交通运输业一直是最重要的能源，随着经济的不断进步，人们生活质量越来越高，私家车的保有量也在逐年增加，对轨道交通的要求也有所提升。在中国城市轨道交通系统规划中，接触网是供电设备系统不可缺少的组成部分，接触网各种故障包括位置问题、刚柔过渡、绝缘器分段等，只有采取改善措施，才能够确保城市铁路的安全。

关键词：城市轨道交通；供电系统；接触网；技术性能；常见故障

引言

随着城市铁路的快速发展，铁路已成为最重要的交通工具，因此，城市轨道交通的安全性也引起了公众关注。铁路的安全运行离不开电气设备，接触网系统是电气设备的重要组成部分，按其悬挂方式可进一步分为刚性接触网系统和柔性接触网系统，有必要对接触网进行全面评估，分析其故障问题并提出解决措施。

一、柔性接触网与刚性接触网技术性能对比

城市轨道交通供电系统主要包括接触网、接触列车和跨座式单轨接触，接触网按其悬挂方式可分为刚性接触网和柔性接触网，这两种接触网都已广泛应用于中国城市铁路。电力主要是供给城市铁路列车运营的备用电力，就我国很多城市铁路建设用电而言，接触方式多为接触网形式，在刚性接触网与柔性接触网两者之间进行选择时，需要确定很多因素，例如安全性、操作和维护的难易程度等，与两者相比，刚性接触网具有安装体积小、成本低、结构安装简单、维修方便、阻力强等诸多优点，可以满足城市轨道运营的安全可靠要求，还包括投资少、持续时间长、动态均匀性好、电流增益好等优点，缺点是维护和调整比较困难[1]。

二、柔性接触网常见故障与解决对策

2.1空间尺寸问题

柔性接触网的部件比较多，结构很复杂，对于抗拉伸强度要求更高，安装调试时就首先考虑到施工对柔性接触网位置的重大影响，结合基础设施模拟分析，进悬挂区域的支撑结构，避免出现挤压变形等问题。螺栓应用垫圈、两个螺母或弹性垫圈拧紧，只有目的是可以减少螺栓脱落的情况发生，还可以确认设备出厂的验收标准，通过定期对这些标准进行审核发现问题，并对发现的问题及时更正。同时，在安装过程中需要分析施工条件对柔性接触网安装位置的影响，模拟列车运行的真实性，避免很多影响火车安全的事故发生。

2.2刚柔过渡方式

刚柔过渡是在刚性接触网和柔性接触网之间的环节，其结构最为复杂，这是刚柔结合的简单过渡，也是一个重要的安全因素，在这种情况下的过渡点如果不平滑，很容易影响受电弓和接触网。在柔性接触网与刚接触网连接部分，必须采用刚柔结合法在接触件上试，因为不规则是这种接触的简单现象，导致接触网异常等现象，柔性过渡方法可以有效解决柔性过渡中振动剧烈和不均匀的现象，促进城市铁路能量的过渡，保证其安全性。

2.3分段绝缘器

基于对绝缘器的性能评估，分段绝缘器的故障包括局部开发和调整不良，分段绝缘器是接触网配电的重要组成部分，如果分段绝缘器底部连接的导线和导板不在同一平面内，就会引起一些不良现象发生。分段绝缘器长时间露天工作，受阳光直射和风吹雨淋容易老化，环境污染过多时会引起爆炸，在分段绝缘器内部引起局部腐蚀，针对分段绝缘器的问题，在购买之初必须要有强烈的接受度，以保证器件的质量和完整性，在使用过程中，应定期检查和维护，彻底清洗，尽可能排除分段绝缘器的安全问题[2]。此外，分段绝缘器表面污染物积累到一定程度时，会对分段绝缘器造成局部腐蚀，最终导致断裂，出现此类问题时，需要在采购时就加强认证流程，确保设备的准确性，安装临时绝缘器时要确保所有的连接都可以尽可能的改变，部件必须定期或不定期地检查和清洁，并优化所有连接部分的结构。

三、刚性接触网常见故障与解决对策

3.1螺栓松动

由于城市内铁路的持续运营，其产生的负面影响和波长会在积累中长期存在，容易造成悬吊点螺栓松动，在转向影响状态，使受电弓无法正常工作，针对这个问题，可以加强对刚性接触网的螺栓松动问题进行研究，实现机械防松和摩擦防松两种，具体可以使用螺母和垫圈拧紧螺钉，这种防止松动的方法虽然有效，但不能完全发挥作用，必须增加保养频率，定期调整吊点螺栓[3]。为避免此问题的发生，在螺栓修复过程中，可以采用摩擦防松装置，防止螺栓松动脱落，一般来说，刚性接触网通常使用地脚螺栓来锚定悬挂点，部分悬挂点通过螺栓紧固，在列车运行情况下，很容易造成悬挂部件螺栓松动，影响受电弓的运行，这就可以使用两个螺母进行支撑，减少螺栓松动的发生。

3.2接触线和受电弓的磨损

城市轨道交通供电系统中接触网的形式主要采用刚性接触网作为电气设备和电流，现在称为受电弓，由于运行中城市列车的影响和变化，以及城市铁路运行的需要，受电受电弓在长期使用中会磨损到不同程度的影响，导致螺栓连接口拉力分布不均、受电弓和接触网重量增加等问题。在这种情况下，应在设计之初就考虑解决方案，计算载荷分布，并模拟优化受电弓与接触网的关系，从而减少受电弓的磨损，需要先计算建设初期的牵引率分布，然后模拟受电弓关系，并在城市轨道交通施工过程中，加强施工监管，提高施工质量，只有这样才能提高城市铁路中受电弓的质量，从而减少受电弓在日常工作过程中的磨损。

3.3电化学腐蚀

由于城市轨道隧道内的环境，城市轨道车辆一般都是采用直接在地下隧道来运行，城市轨道隧道地下部分的水泥混凝土表面锈蚀腐蚀是近年来常出现的问题，会造成地下道路出现潮湿、污水、漏水和堵塞现象等各种老化现象，这种腐蚀现象在近年来也时有发生，当孔顶污染物料直接漏入地下金属接触网时，很容易被汇入地下金属接触线，造成金属地面及接触线表面严重的腐蚀。在铁路实际列车运行过程中，接触位线及其连接支架会渐渐变得很松，接触网主要由几种不同规格材质的金属电极材料复合制成，在受较大静电流场力的长期作用或影响下，会引起接触网局部电化学介质腐蚀，进而直接导致对接触定位线支架的保护力度不足，致使接触位线连接或固定支架的松动，针对上述这一棘手的问题，可以选择适当地采用物理隔离保护的方式，在母线连接孔顶部安装防护罩，将连接线部分与污水池之间进行有效的物理防护，避免造成污水池直接与接触位线发生接触[4]。此外，化学测试也可以作为化学融合和分离，金属接触应选择耐腐蚀性强的材料，并在导线表面镀锡以减少金属接触的电化学腐蚀。

结束语

总之，随着人们生活水平的上升，车辆的数量也出现了明显的增加，而城市轨道交通供电系统中接触网对于轨道运行具有重要影响，电气设备中接触网的安全也可以支撑铁路的运行，因此，有必要找到合适的方法来改善接触网的故障问题，从而不断加强对接触网的维护和控制。在我国城市发展中，轨道交通是人民的重要出行方式，而这种交通方式的安全可靠，关系到人的生命财产安全，城市轨道交通供电系统中接触网故障分析之后，就可以通过提前确定接触网故障电，采用技术改进措施将接触网系统的问题及时解决，这就可以确保城市轨道接触网电力的安全稳定运行。

参考文献

[1]石磊.探析城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障[J].电子元器件与信息技术,2021,15(6):14-19.

[2]崔裕丰.城市轨道交通供电系统中接触网技术性能和常见故障分析[J].中国宽带,2021,5(8):1-8.

[3]何俊伟.城市轨道交通接触网技术性能和常见故障分析[J].设备管理与维修,2021,9(24):3-9.

[4]邸赛.城市轨道交通供电系统接触网残压问题研究[J].工程技术发展,2022,3(4):16-18.