| 标题 | 铁路电气建设中的接触网设备运行研究 |
| 范文 | 辜毓星 摘 要：铁路电气化接触网设备是一种为电力机车提供电能的特殊供电线路及设备。铁路电气化建设中接触网技术的发展和应用不仅给设备运行提供了安全保障，同时有效提高了电气化铁路运输效率。电气化铁路具有高效率、低成本、低污染等特点，它进一步促进了我国电气化铁路接触网的建设发展。本文简单阐述了铁路电气化建设中接触网设备运行的特点，分析了可能造成电气烧伤原因，并在此基础上针对故障防控展开研究。旨在完善铁路电气建设中的接触网设备安装运行，提升使用安全性。 关键词：铁路电气化建设；接触网；设备运行 中图分类号：U22 文献标识码：A 随着我国高新技术的不断发展，电气化设备得到了广泛应用。在铁路电气化建设中，电气化接触网随之出现并取得了长足发展。接触网的几项基本构建如下：①基础构件——包含如钢柱、水泥支柱，以及支撑这些结构物的基性构建；②基础安装结构件??——包含所有安装必须构建，其作用在于连接接触网导线和基础；③接触网导线?——导线的作用在于将电流通过受电弓传输给电力机车；④其他辅助构件——包括附加悬挂、回流线等。接触网、钢轨与大地、回流线构成电气化牵引网回路。它具有低能耗、运行效率高、清洁环保等优点。然而在列车的实际运行过程中，存在接触网与列车运行设备之间摩擦阻力大的现象，因为列车电气化接触网设备需要通过电与力的相互作用才能正常运行，此时电气设备摩擦生热和机械磨损现象比较突出，有可能在运行过程中发生安全事故。 一、铁路建设中接触网设备运行特点 （一）同铁路内外各部门关系密切 1 同工务关系 接触网是严格按照轨道面高程和中心线相对位置进行布设的，具体到接触网参数，为轨道面和接触线之间的垂直距离简称接触网导高、轨道线路中心距离接触支柱的距离简称支柱侧面限界、轨道线路中心距接触网导线的水平距离简称接触网拉出值。因此，接触网技术状态会因线路状态的变化为发生相应改变。除此外，跨线桥梁、隧道漏水、高空抛落物等也将造成接触网烧伤、损坏。 2 同电力机车关系 电力机车可通过机车受电弓与接触网接触直接获取电能。通常引发其跳闸停电和网络故障的原因主要是车顶绝缘不良、弓网关系接触不良、机车不规范操作等。接触网与电力机车间不稳定的状态，不仅可能引发跳闸停电现象，严重者甚至会烧断承力索或导线。 3 同车务关系 列车运行线路径路如果出现问题，则可能导致电力机车进入接触网无电区或无网区，进而引发跳闸停电、弓网损坏等事故。 4 同运输关系 在铁路运输过程中，可能会出现货物捆绑不良、货物高度控制不到位等现象，这样在运行中可能会导致导致货物脱落、翘起、与接触网绝缘距离不够，短接接触网；货物捆绑、篷布、覆盖货物的绳索运行中缠绕接触网，这些因素都有可能造成接触网设备出现故障和跳闸停电事故。 5 同电力系统之间关系 牵引变电所的运行状态直接受到电力系统的影响，它是国家电网负荷之一。如在运行过程中外电源出现电压质量差、系统故障停电等都将进一步表现为接触网网压的变化，甚至无电等，进而导致电力机车低压运行动力不足、甚至停车等情况。同时，在地方电力线路在同接触网交叉跨越处，地方电力线路因故障断线而搭接于接触网上引发接触网故障情况也时有发生。 （二）接触网运行设备条件相对苛刻 接触网主要以沿铁路线路布置的输电线路，它是一种布置特殊的输电线路，而且其在露天布置没有备用，运行条件、环境比较苛刻。电力机车运行能源全部由接触网提供，如果接触网运行状态不良，将直接影响机车运行。 从力学角度讲，接触网也是一个大张力的复杂力学结构，其零部件使用比较频繁，长期承受一定拉应力及震动，这就要求接触网零部件的生产工艺和材质要求高。因此，因接触网零部件引发的故障时有发生。 （三）检修比较困难 接触网检修时需封锁线路占用站场或区间作业，且需相应供电臂停电。铁路运输比较紧张，要满足以上两个条件的接触网检修“天窗”时间通常都比较短。要在有限的设备检修时间内完成对接触网状态的全部检修工作任务十分艰巨、困难较大。 铁路布置往往在远离城区、村庄较偏远的地区，交通相对不便，接触网检修通常采用轨行车辆作为交通工具，但轨行车辆的运行必须得到铁路相关部分批准并在接触网检修“天窗”内才能运行，轨行车辆的运行时间占据了接触网检修时间的三分之一以上，大大缩短了接触网有效检修时间，进一步加大了接触网设备的维护难度。 同时，接触网设备全部安装在露天，检修时经常会遇到大雨、大雾、大风、冰雹等极端天气情况，进一步加大了检修难度，降低了检修效率。 （四）易受外界环境影响 电气化铁路额定牵引供电电压为27.5kV，因此，其具有严格的安全距离和绝缘强度要求。但在隧道口、上跨桥、城市人口密集区等地区因杂物以及大风、雷雨等天气因素都有可能造成接触网设备的损坏、跳闸停电；从设备运行经验来看，每年事故多发期都是在大风、雷雨等自然灾害多发的季节及人口密集区段。因此，接触网设备状态的好坏易收外界环境影响。 二、接触网电气烧伤原因 电力机车需要通过接触网向其输送电能才能正常运行，其中隔离开关、馈电线、接触线、开关引线和电联接线等组成了起导电作用的回路，即所谓的主导电回路。该回路通过基础安装结构件沿铁路布设，从而满足机车供电需求。在这一过程中，主导电回路必须保持良好工作状态，否则容易造成电流阻塞。引发主导电回路故障的主要原因有气候因素、回路电气接触不良或设备长时间运行松动等造成的接触网设备磨损、腐蚀，从而加大了接触网电气连接阻抗。如果接线出现错误，则会导致主导电回路中某处截面面积减少，相应的电阻抗会所有增加，致使回路阻塞，局部温度急剧上升而使接触网中某一点烧损，造成是事故。 设计中有些部件，如吊弦、承力索等，他们相互之间的连接以及同主导电回路中间的连接结构上同主导电回路一样，都处于带电部分，当主导电回路不畅时，可能会出现分流过大的现象，若分流電流超出其允许限度就会造成接触网烧损事故。 三、电气化铁路接触网故障防治措施 接触网是整个供电系统建设的核心部分，它是铁路电力机车正常运行的重要保障；接触网的运行状况时刻在发生复杂的变化，机车在运行过程中所产生的剧烈震荡会对其产生不良影响，此外，接触网会受外环境影响较大，如温度、气候等。针对这些客观存在的问题，电气化铁路接触网发生故障时的防治措施如下： （一）改良接触网连接方式 接触网的设计、施工和运行不是一个短期能实现的事情，应该结合实际情况从长远角度出发给予充分重视和考虑。具体在接触网选材上要反复比对，科学选用；进行接触网转折点、断线点的布设时，可在反复试验验证的基础上进行考擦论证。机车在运行时，外部温差变化较大，会使接触网剪切作用力不断增大，极易发生接触网折断现象。鉴于此，接触网施工时应预留一定的裕度，同时应充分考虑机车运行时接触网动态变化因素。 （二）改进机车设备，减小摩擦阻力 为保障电力机车的正常运行，降低接触网发生故障的几率，除了采用适用精细的施工工艺外，还应采取措施改进机车设备，降低其摩擦阻力。摩擦力的存在时必然的，但若摩擦力过大，可能造成机车运行速度受到影响，相互之间挤压力度上升，相对更容易出现接触网故障产生率。大量实践研究表明，对机车受电模式进行适当的调整，可以获得有效降低设备机械摩擦阻力的效果，进而降低了因摩擦而产生的热量值，减少了不必要的损耗。 （三）接触网电力烧伤监测 如果接触网设备某电气连接处性能降低，流经此处的电流会造成温度的持续升高。判定电气联接性能的方法之一是测温方法。在接触网带点运行过程中，可采用远红外线测温装置进行温度监测，但该仪器在实际应用中存在一定困难，因为这种装置在测温时受距离、导体表面光洁度和周围环境等因素影响较大，操作时不易掌握。为避免这种情况，也可在被测设备重要部位贴上示温元件，这种元件通常都采用特殊材料制成，对不同温度可感应出不同颜色，对不同金属设备可采用不同温度值作为管理值。通过定期观察示温元件，即可检测接触设备电流是否过负载。 结语 在电气化铁道中，接触网是沿着钢轨架设的，呈“Z”字形布置，供受电弓取流的高压输电线，属于主构架，起到重要作用。作为提供电力机车电力能量的输电线路，接触网由多部分组成，例如定位装置、支持装置、接触悬挂以及支柱等。 根据本文分析，电气化铁路接触网是一种高效率、低成本和低能耗的运行方式，它给我国铁路运输行业带来了新的发展契机，使我国铁路系统建设事业又向前推进了一步。因此，还需要对电气化铁路接触网设计、施工进行有效优化和改进。同时，在接触网设备运行过程中，应在了解和掌握引发接触网烧损故障的基础上，采用合理可靠的连接方式，借助现代化高科技研究成果，加强对关键部位的监测，减少电气烧伤故障，从而保障接触网设备安全运行。 参考文献 [1]许龙.基于设备维修策略的接触网管理信息系统的研究[D].西南交通大学，2013. [2]张惠启.电气化铁路接触网运行安全管理[A].2012年铁路技师论文集（安全专辑）[C].2013. [3]马时达.牵引供电中接触网设备电气烧伤及防治措施浅析[J].上海铁道科技，2008（02）：45-46. [4]阮杰.电气化高速铁路接触网与受电弓动态性能研究[D].武汉理工大学，2013. |
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