楊亞兵

（中鐵七局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，河南鄭州 450000）

保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性是實(shí)現(xiàn)地鐵系統(tǒng)正常運(yùn)營的重要基礎(chǔ)。目前在我國地鐵供電系統(tǒng)中采用的接觸網(wǎng)主要包括兩大類，其中的剛性接觸網(wǎng)由于具有較高的安全性，在地鐵供電系統(tǒng)建設(shè)中被大力推廣和應(yīng)用。但是在地鐵工程供電系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)以及運(yùn)營過程中，由于受到現(xiàn)有技術(shù)水平、環(huán)境以及人為等多種因素的影響，剛性接觸網(wǎng)經(jīng)常會發(fā)生故障，嚴(yán)重影響地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行安全，因此需要積極總結(jié)地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對其常見故障類型進(jìn)行全面研究，并在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的防范對策，全面提高地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的可靠性以及安全性，為地鐵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供穩(wěn)定的電力能源保障，促進(jìn)我國地鐵工程以及現(xiàn)代化城市建設(shè)水平的提升。

1 剛性接觸網(wǎng)概述

剛性接觸網(wǎng)是地鐵供電系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)之一，其主要由匯流排、接觸線、變電設(shè)備、支撐結(jié)構(gòu)和相關(guān)的絕緣錨段關(guān)節(jié)和材料等組成。由于剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，對空間要求較低，布設(shè)施工便捷，且具有良好的可擴(kuò)展性，在運(yùn)行過程中不會產(chǎn)生外力張力，也不需要進(jìn)行張力補(bǔ)償?shù)?，特別是在難以采用柔性接觸網(wǎng)的地鐵隧道段的人防門以及防淹門等部分，可以采取可移動式的剛性接觸網(wǎng)，滿足其供電要求。剛性接觸網(wǎng)在運(yùn)行過程中不會產(chǎn)生強(qiáng)烈的弓網(wǎng)滑動波動，具有較好的穩(wěn)定性，且其匯流排的參熱性能也較為突出，可以及時散逸弓網(wǎng)滑動熱量，因此剛性接觸網(wǎng)在地鐵供電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于我國在剛性接觸網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，其發(fā)生故障的概率相對較高，應(yīng)采取有效的防范措施。

2 常見剛性接觸故障類型分析

2.1 零件故障類型

在地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，通過對剛性接觸網(wǎng)故障的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，零件類故障是其主要的一類故障類型，其故障表現(xiàn)形式主要是零件出現(xiàn)松動或者脫落的情況。

（1）零件松動。

剛性接觸網(wǎng)的零件松動故障是常見的一類故障，造成該類型故障的主要原因是地鐵在運(yùn)營時行車密度相對較大，導(dǎo)致能量產(chǎn)生疊加效應(yīng)，此時會向懸掛系統(tǒng)釋放多余能量，影響懸掛系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。剛性接觸網(wǎng)則是懸掛系統(tǒng)中的主要構(gòu)成之一，懸掛系統(tǒng)受到能量釋放作用的沖擊時，接頭螺栓可能產(chǎn)生滑牙等情況，并導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生零件松動故障。零件松動故障的發(fā)生會對地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行安全造成較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

（2）零件脫落。

在地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)零件脫落情況會導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。造成零件脫落故障的主要原因是地鐵在運(yùn)行過程中接觸到剛性接觸網(wǎng)，或者分段絕緣漆在高溫條件下被燒蝕破壞，都有可能造成滑板、墊片以及螺栓等零件發(fā)生脫落的情況，引發(fā)剛性接觸網(wǎng)故障，嚴(yán)重影響地鐵供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 接觸線故障類型

在剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，接觸線是重要的組成部分，通過對地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，接觸線故障也是常見的一類剛性接觸網(wǎng)故障，一旦接觸線出現(xiàn)故障，會對地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行安全造成較大威脅。引發(fā)剛性接觸網(wǎng)接觸線故障的形式較多，接觸線磨損、拉弧燒損以及在接觸線表面存在放電痕跡等，都會導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。

（1）接觸線磨損。

接觸線故障是地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)故障中的常見類型之一，造成該類型故障的主要原因是接觸線在剛性接觸網(wǎng)的運(yùn)行過程中產(chǎn)生損耗，當(dāng)接觸線的損耗程度超過了允許的范圍時，會導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障。剛性接觸網(wǎng)的匯流排接頭以及其錨段關(guān)節(jié)等部位是接觸線發(fā)生磨損故障的常見點(diǎn)位。一旦接觸線磨損故障發(fā)生，會對剛性接觸網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性產(chǎn)生不利影響，難以保證地鐵系統(tǒng)正常運(yùn)營的電力供應(yīng)要求。

（2）拉弧燒損。

導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生拉弧故障的原因比較復(fù)雜，主要包括剛性定位線夾設(shè)置不合理、受電弓平滑度未能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及匯流排出現(xiàn)變形等情況，均有可能造成拉弧燒損故障的發(fā)生，嚴(yán)重影響剛性接觸網(wǎng)的正常運(yùn)行。

（3）放電痕跡。

剛性接觸網(wǎng)的接觸線表面有放電痕跡存在時，會導(dǎo)致接觸線故障。造成此類接觸線故障的主要原因是受客觀因素限制，剛性接觸網(wǎng)的彈性有限，在地鐵快速運(yùn)行的條件下，地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的一些特殊區(qū)段會出現(xiàn)參數(shù)大幅度變化的現(xiàn)象，此時會造成電弓磨損程度加大，使得剛性接觸網(wǎng)的接觸線表面有放電痕跡現(xiàn)象出現(xiàn)，導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障，影響地鐵供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.4 網(wǎng)受電弓故障類型

在地鐵供電系統(tǒng)的常見剛性接觸網(wǎng)故障中，受電弓故障是常見的故障類型之一，造成受電弓故障的主要原因是受電弓磨損。地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)由于受到懸掛位置以及匯流排位置等客觀因素的影響，常出現(xiàn)接觸線直接接觸受電弓的情況，受電弓受到頻繁的集中沖擊后，會產(chǎn)生一定磨損，并對剛性接觸網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性造成不利的影響。

通過對剛性接觸網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，其凹槽滑板接觸線發(fā)生變形情況后，易導(dǎo)致拉線以及卡線等異常現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會加大接觸線直接接觸受電弓的概率，并使受電弓受力增加，造成受電弓的磨損，對地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

3 防范剛性接觸網(wǎng)故障的有效措施

剛性接觸網(wǎng)是地鐵供電系統(tǒng)中的重要組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性對于地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量安全具有重要的影響。為了降低剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障的概率，應(yīng)從設(shè)計(jì)以及建設(shè)階段對剛性接觸網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)測算分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上防范剛性接觸網(wǎng)故障的發(fā)生。剛性接觸網(wǎng)投入運(yùn)行后，應(yīng)根據(jù)其常見的幾種故障類型采取相應(yīng)的防范措施。

3.1 零件類故障的有效防范措施分析

對于地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)由于零部件原因所導(dǎo)致的故障類型，應(yīng)根據(jù)具體的故障原因采取針對性的防范對策。

以零件松動類故障為例，在管理維護(hù)工作中應(yīng)定期對零件的緊固情況進(jìn)行檢查，一旦在檢查中發(fā)現(xiàn)零件存在松動情況，應(yīng)及時將其擰緊，特別是對剛性接觸網(wǎng)中的接頭等重點(diǎn)部位的零件要加強(qiáng)檢查維護(hù)。

發(fā)現(xiàn)零件出現(xiàn)滑牙現(xiàn)象時，應(yīng)對該零件及時進(jìn)行更換，以避免故障的發(fā)生。針對由于零件脫落所導(dǎo)致的剛性接觸網(wǎng)故障，應(yīng)在定期加強(qiáng)檢查維護(hù)，并在此基礎(chǔ)上針對比較容易存在脫落隱患的滑板、墊片以及螺栓等關(guān)鍵零件，應(yīng)通過適當(dāng)增加檢修次數(shù)等方式提高故障隱患排查的效率和質(zhì)量，并采取相應(yīng)的防范措施創(chuàng)造有利條件，達(dá)到降低剛性接觸網(wǎng)故障發(fā)生概率的目的，為地鐵運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性提供可靠的電力保障。

3.2 接觸線故障的有效防范措施分析

為了有效防范地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)發(fā)生接觸線類型故障，應(yīng)根據(jù)該類型故障的主要成因以及誘發(fā)因素采取相應(yīng)的維護(hù)管理措施，以降低故障發(fā)生的概率。針對接觸線類型故障中比較常見的由于拉弧燒損而導(dǎo)致的剛性接觸網(wǎng)故障，應(yīng)從阻斷故障源頭入手，積極利用BIM等專業(yè)技術(shù)手段對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并在剛性接觸網(wǎng)建設(shè)中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇較高質(zhì)量性能的拉弧零件。

在剛性接觸網(wǎng)的運(yùn)行過程中，應(yīng)通過匯流排監(jiān)測等措施，對拉弧是否存在變形情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。在日常管理維護(hù)工作中如果發(fā)現(xiàn)相關(guān)部件出現(xiàn)平滑度下降等問題，應(yīng)及時采取相應(yīng)的處理措施，以降低拉弧發(fā)生燒損情況的概率。此外，在日常管理維護(hù)工作中還應(yīng)積極應(yīng)用先進(jìn)的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，對剛性接觸網(wǎng)的匯流排接頭以及錨段關(guān)節(jié)等故障高發(fā)點(diǎn)位重點(diǎn)加以監(jiān)測，及時掌握其實(shí)時狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常時，應(yīng)及時維修或更換受損接觸線，以防止故障的發(fā)生。

3.3 受電弓類故障的有效防范措施分析

（1）加強(qiáng)對受電弓部件質(zhì)量性能的控制。

為了防止地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)受電弓發(fā)生故障，影響地鐵運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，在構(gòu)建剛性接觸網(wǎng)時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行受電弓零部件的選擇，以確保受電弓部件的各項(xiàng)質(zhì)量性能指標(biāo)參數(shù)均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

還應(yīng)結(jié)合地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，對受電弓的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的測算分析，并及時對相關(guān)參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以確保地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的運(yùn)行安全，為地鐵工程的正常運(yùn)營提供可靠的電力能源保障。

（2）定期檢修滑板以及凹槽等關(guān)鍵部位。

地鐵供電系統(tǒng)維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)對剛性接觸網(wǎng)滑板以及凹槽等重點(diǎn)部位的維護(hù)檢修，定期檢測卡線以及拉線等部件的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，防止受電弓字節(jié)接觸接觸線，達(dá)到減少受電弓損耗的目的，有效防范剛性接觸網(wǎng)故障的發(fā)生，使剛性接觸網(wǎng)的耐久性以及可靠性得到全面提升，確保地鐵供電系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

為了降低剛性接觸網(wǎng)發(fā)生故障的概率，保障地鐵供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為地鐵安全運(yùn)營提供可靠的電力能源保障，應(yīng)加強(qiáng)對剛性接觸網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對常見的剛性接觸網(wǎng)故障類型以及故障原因進(jìn)行全面深入分析，并采取有針對性的防范對策，提高地鐵供電系統(tǒng)剛性接觸網(wǎng)的安全性和可靠性，為地鐵工程建設(shè)以及安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推動我國現(xiàn)代化城市地鐵系統(tǒng)的健康發(fā)展。