呂盛剛

接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障分析與措施

呂盛剛

近年來我國電氣化鐵路迅速發(fā)展，接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的重要元件，而弓網(wǎng)故障是影響接觸網(wǎng)安全運行的重要因素。文章主要分析接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的危害，并結(jié)合實際案例，對鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的主要原因進行分析，提出預(yù)防接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的對策和措施。

接觸網(wǎng)；受電弓；故障分析；預(yù)防措施

一、接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的危害

電氣化鐵路接觸網(wǎng)是一種看似簡單，實則復(fù)雜的特殊裝置，其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。在整個鐵路改造期間，接觸網(wǎng)、新開通接觸網(wǎng)曾多次發(fā)生接觸網(wǎng)故障，給鐵路運營造成很大影響，其中以接觸網(wǎng)斷線故障發(fā)生的頻次最多。在眾多的接觸網(wǎng)設(shè)備事故中，破壞范圍最大、危害性最大、停電時間最長、處理恢復(fù)最難的事故數(shù)弓網(wǎng)事故，因此，不管作為運營維修部門的供電段、機務(wù)段，還是作為業(yè)務(wù)主管部門的機務(wù)分處、機務(wù)處，乃至鐵道部機務(wù)局均把弓網(wǎng)事故列為牽引供電事故的頭號大敵。有的鐵路局還把弓網(wǎng)事故列為行車事故。弓網(wǎng)故障一般是指在電氣化牽引區(qū)段由于電力機車的受電弓和為其提供電能的接觸網(wǎng)相關(guān)部件發(fā)生非正常接觸而造成受電弓和接觸網(wǎng)設(shè)備損壞的故障?？梢妼W(wǎng)事故的重視程度。

二、結(jié)合案例分析造成接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的主要原因

對于接觸網(wǎng)來說，因高溫發(fā)熱引起機械強度下降，導(dǎo)線處接觸壓力減小，接觸電阻增大，導(dǎo)致發(fā)熱愈加嚴重。同時由于發(fā)熱使接觸表面強烈氧化，產(chǎn)生電阻比導(dǎo)體本身大得多(幾十倍甚至更大)的氧化銅形成氧化膜，最后使接觸電阻大大增加、變形，甚至產(chǎn)生熔化現(xiàn)象。在日常的維修維護工作中，維修人員日常巡視檢查力度不強、質(zhì)量不高，不明顯的故障隱患在日常巡檢和設(shè)備維修中未及時發(fā)現(xiàn)處理。在雷電多發(fā)區(qū)段，因雷電電壓過大會擊穿避雷器，影響行車。以下是現(xiàn)場發(fā)生的具有代表性的接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障案例；

1.2009 年7月30日，黔桂線南丹站，1222次機車通過分相進入?yún)^(qū)間時，該處之字值約為250mm，銅承力索穿過懸吊滑輪懸掛，導(dǎo)致承力索與滑輪間形成一定角度折角。且承力索外部包裹的預(yù)絞絲片為鋼材質(zhì)，導(dǎo)致對承力索壓迫形成折角，且因材質(zhì)不同有較大過渡電阻，過熱延展，逐股熔斷，由于外包預(yù)絞絲片包裹，在銅承力索的個股熔斷過程中無法及時檢查發(fā)現(xiàn)，最終造成2道57#～61#承力索斷線。

2.2009 年8月15日，在黔桂線某隧道出處，因該區(qū)段近期為雷雨大風(fēng)天氣，大風(fēng)將隧道口上部一樹藤刮落，正好下垂在承力索上端，大雨時雨水順藤蔓下滑形成水柱，水柱持續(xù)接觸承力索形成對地短路，造成承力索斷線。

3.2009 年1月28日，某網(wǎng)工區(qū)職工發(fā)現(xiàn)有電力機車停在工區(qū)門口（貨牽線），立即通知工長并同去察看，發(fā)現(xiàn)電力機車已闖入貨牽線無網(wǎng)區(qū)，該區(qū)段為施工未完項目，沒有懸掛接觸網(wǎng)。造成定位器被打脫，接觸線變形，有刮傷現(xiàn)象，機車受電弓已折斷。在此（貨牽線）無網(wǎng)區(qū)的設(shè)備上沒有懸掛接觸終端標(biāo)是此事故的原因。

4.2009 年4月14日，在某車站，因該處電連接線的承力索線夾處安裝工藝不滿足工求，軟銅線未綁扎且線夾外露不足，同時線夾緊固力矩不足，電連接線脫出、下垂，與受電弓纏繞后被拉斷，造成弓網(wǎng)事故。查看檢修記錄顯示，由于維修人員對設(shè)備維護不到位，該處從開通到現(xiàn)在還沒進行過檢修維護。

5.2009 年7月12日，在某車站，列車在運行到一處線岔時將一接觸線處刮斷，造成機車受電弓刮脫，懸掛在接觸網(wǎng)上。事故原因為事故前工務(wù)部門在此撥道，并將一側(cè)抬高了30mm，導(dǎo)致接觸網(wǎng)拉出值發(fā)生了變化約120mm。

沖砂系統(tǒng)的開挖與常規(guī)的地下隧洞開挖有區(qū)別的，坡積體段管棚灌漿處理形成了封閉裂隙，加強基巖的完整性，達到提高巖體強度和剛度的。在開挖過程中明顯出現(xiàn)砂礫石形成整體現(xiàn)象，加上臨時支護及時，未出現(xiàn)大量塌方現(xiàn)象，說明該隧洞的坡積體段施工方法可靠。

由此可以看出，造成以上接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障主要是：重點接觸網(wǎng)設(shè)備檢測檢修不到位，主導(dǎo)線回路不暢通，機車狀態(tài)不良，接觸網(wǎng)材料質(zhì)量不過關(guān)，機械受力部件強度不夠，絕緣子污閃間斷放電，外界因素影響等等。加上維修管理者缺乏對運行基本的行車組織常識。

三、預(yù)防接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的對策和措施

針對上述因素，結(jié)合現(xiàn)場情況分析其原因作出結(jié)論，要有力消除接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障必須從以下幾個方面著手。

（一）提高接觸網(wǎng)工作人員的技術(shù)素質(zhì)

提高接觸網(wǎng)運行管理和檢修人員的技術(shù)素質(zhì)，運行管理人員應(yīng)真正掌握接觸網(wǎng)的關(guān)鍵，有效地指導(dǎo)檢修工作，把檢修工作放在減小弓網(wǎng)故障和提高供電質(zhì)量上，有效地防范事故和提高管理檢修水平。維修管理者(技術(shù)、安全、教育)必須認真掌握接觸網(wǎng)設(shè)備的安全關(guān)鍵，以及為什么是關(guān)鍵，有效地指導(dǎo)維修工作。把各種檢查評比的重點轉(zhuǎn)移到設(shè)備關(guān)鍵部位的關(guān)鍵點上來，多一些針對弓網(wǎng)事故的具體指導(dǎo)，少一些原則性的號召；對接觸網(wǎng)維修規(guī)程的制定和修改一要慎重，提出一個數(shù)字和要求的必要性、可行性，怎樣去執(zhí)行怎樣去檢查執(zhí)行情況；二要及時發(fā)現(xiàn)實施過程中出現(xiàn)了什么問題，提出新的更有利于提高設(shè)備質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)；三要突出接觸網(wǎng)內(nèi)在質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，這有賴于科研的投入，比如提出接觸網(wǎng)授流質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，碰撞的合理性標(biāo)準(zhǔn)，電氣接觸的標(biāo)準(zhǔn)，懸掛振動的標(biāo)準(zhǔn)，懸掛彈性的標(biāo)準(zhǔn)，補償靈活性的標(biāo)準(zhǔn)，重大設(shè)備缺陷的原則性標(biāo)準(zhǔn)。職工技術(shù)教育須有的放矢，要提高維修技能，提高設(shè)備內(nèi)在質(zhì)量；對弓網(wǎng)事故的分析只堅持一個標(biāo)準(zhǔn)，即實事求是。調(diào)查分析清楚事故原因是提高職工素質(zhì)和設(shè)備質(zhì)量的一條重要途徑。

（二）抓好供電設(shè)備檢測檢修工作

加強對重點和關(guān)鍵設(shè)備的巡檢力度，增加巡檢車對接觸網(wǎng)的巡檢次數(shù)，對巡檢出的接觸網(wǎng)設(shè)備參數(shù)超標(biāo)值及時進行處理。加強對接觸網(wǎng)各部螺栓、螺母、彈墊、防松墊片的平推、檢查；對不能適應(yīng)列車運行條件的接觸網(wǎng)部件和處所進行改造。增加對接觸網(wǎng)分相分段絕緣器、三跨四跨、線岔等關(guān)鍵部件的步行巡視和檢測，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)值的部件及時進行檢修、調(diào)整。在檢修作業(yè)過程中要嚴格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程和規(guī)程要求，如分相分段絕緣器必須按要求及時調(diào)整出適當(dāng)?shù)呢摮诙?，且保證其平滑過渡。重點是對線岔的數(shù)據(jù)的測量，特別是線岔500mm處工支與工支、工支與非工支的抬高量；加強對重污染區(qū)段的分段、分相及絕緣子的清洗維護，特別是雨、雪、霧等不良天氣時要加強對絕緣子放電聲響大區(qū)段的檢查和監(jiān)控，防止間斷性長期燒傷造成斷線。

（三）確保接觸網(wǎng)主導(dǎo)回路通暢以防止燒斷

對上網(wǎng)點、供電線、股道電連接等供電主導(dǎo)電回路必須按工藝規(guī)范要求制作，錨段關(guān)、分段、分相絕緣器、線岔等不得少電連接線。確保供電線路對電力機車的正常供電。各部位線夾嚴格按周期進行檢查；打磨氧化層，涂黃油和導(dǎo)電膏并緊固。對吸上線、接地裝置等進行檢查和維護，及時補裝缺失的零部件。

（四）消除電力機車不良對接觸網(wǎng)狀態(tài)的影響

減少因電力機車絕緣狀態(tài)不良，機車短路等原因燒斷接觸線，向相關(guān)機務(wù)部門及時反饋信息，確立供電與機車部門之間弓網(wǎng)情況通報與聯(lián)合檢查體系。加強受電弓出入庫前狀態(tài)檢查，弓網(wǎng)組要嚴格按照檢查工藝和標(biāo)準(zhǔn)，對每一臺電力機車受電弓出入庫前質(zhì)量狀態(tài)進行檢查。對受電弓檢查出的缺陷和隱患，必須檢修處理，符合質(zhì)量檢測要求后，方可放行，堅決杜絕受電弓帶病上線運行。電力機車在運行中受電弓出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時降弓，啟用備弓，避免弓網(wǎng)故障進一步擴大。

（五）加強與工務(wù)部門的數(shù)據(jù)共享

加強供電部門和工務(wù)部門之間的聯(lián)系尤為重要。應(yīng)定期對線路基礎(chǔ)參數(shù)及接觸網(wǎng)參數(shù)等限界值進行測量記錄，畫定“紅線”，制定互控措施并執(zhí)行。在日常設(shè)備維護施工檢修中，形成雙方互相配合的制度，實現(xiàn)工供聯(lián)控，消除因線路參數(shù)改變造成接觸網(wǎng)參數(shù)變化而發(fā)生弓網(wǎng)故障的隱患。線路參數(shù)變化導(dǎo)致接觸網(wǎng)參數(shù)超限接觸網(wǎng)與受電弓接觸的部件工作面只有與軌道線路兩鋼軌軌平面平行，以及接觸網(wǎng)接觸線始終位于線路中心正上方或線路中心正上方偏移值范圍內(nèi)，才能保證受電弓與接觸網(wǎng)的正常運行。在接觸網(wǎng)狀態(tài)不改變的情況下，一旦軌道線路基礎(chǔ)參數(shù)變化超出規(guī)定值，就會造成弓網(wǎng)故障和事故的發(fā)生。

（六）加強對接觸設(shè)備的巡視工作

對接觸網(wǎng)的巡視工作，是排除接觸網(wǎng)弓網(wǎng)事故的有效方法。晝間巡視可以查看設(shè)備的安全情況，通過觀察設(shè)備了解接觸網(wǎng)的運行狀態(tài)，觀察接觸網(wǎng)設(shè)備的吊弦、碗臂、接觸線、承力索、絕緣子、墜砣以及線路二邊有無危樹。對在巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題要及時向工區(qū)反映，對隨時會影響接觸網(wǎng)設(shè)備運行的情況要及時處理，清除隱患，降低損失。發(fā)現(xiàn)危樹要及時砍伐，對隧道口上面的樹藤蔓要及時去除。特別是在雷雨天氣時重點查看防洪區(qū)段，防止高處的危石和泥土對支柱造成折斷。

（七）消除外界隱患因素

1.加強對在貨場或公路的支柱防護柱的防護，防止汽車撞倒支柱；對電氣化區(qū)段道口進行限高措施；對跨越鐵路上的天橋，要有防護欄和高壓顯示標(biāo)志。各種防護標(biāo)志要安裝在明顯易看的位置，防止人為因素將各類線索短接造成弓網(wǎng)事故隱患。

2.對臨界近接觸網(wǎng)線路的工廠和爆炸山體等類似作業(yè)進行監(jiān)控，或要求采取有效措施，防止石塊等砸斷接觸網(wǎng)，加強現(xiàn)場配合施工，防止外部施工單位利用挖掘機等大型施工機具作業(yè)時違章蠻干碰斷接觸網(wǎng)。

3.根據(jù)氣溫變化，對易受溫度變化影響的設(shè)備加強監(jiān)控、調(diào)整；對處于臨界狀態(tài)的要及時采取措施預(yù)防弓網(wǎng)事故。

4.加強對材料的監(jiān)控，對不符合規(guī)定要求的、未達到絕緣要求以及機械強度的，不能安裝在設(shè)備上。

四、結(jié) 語

黔桂鐵路作為大西南的主要運輸生命線，保證其安全暢通無阻對整個鐵路運輸意義重大，而接觸網(wǎng)供電質(zhì)量的好壞也直接影響到整條黔桂線運輸狀況。通過對弓網(wǎng)故障發(fā)生原因的分析，提出減少弓網(wǎng)故障的預(yù)防措施，并在實際的安全生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)加以實施。通過運用科學(xué)的管理方法和相應(yīng)技術(shù)措施，加強弓供聯(lián)控、機供聯(lián)控等手段，控制弓網(wǎng)參數(shù)的狀態(tài)，最大程度地減少弓網(wǎng)故障的發(fā)生。

[1]黃元才，吳良治.交流電氣化鐵道接觸網(wǎng)［M］.北京：中國鐵道出版社，1998.

[2]閻躍宣.接觸網(wǎng)［M］.北京：中國鐵道出版社，1990.

[3]汪松滋.電氣化鐵道接觸網(wǎng)事故與安全運行［M］.北京：中國鐵道出版社，1993.

[4]趙世耕.接觸網(wǎng)安全運行的研究［M］.西安：西安科研所. 1998.

[5]接觸網(wǎng)檢修工藝：成鐵機[Z].2006.

[6]接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程：鐵運[Z].2007.

呂盛剛，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力學(xué)院電氣化鐵道技術(shù)教研室主任，研究方向：接觸網(wǎng)、牽引變電所等鐵路相關(guān)工作崗位的后續(xù)人才培養(yǎng)（高職人才），廣西柳州，545007

TM72

A

1007-7723（2014）03-0050-0002