摘要：对弓网故障进行了定义，并对其表现出来的形式，进行了大致的分类。根据弓网故障表现形式，又对弓网故障产生的原因，从供电部门、机务部门、工务部门和其他方面进行了分析，并提出了一些整治弓网故障措施和预防弓网故障的对策。其对减少电气化铁路弓网故障的发生和确保列车正常运行有着一定的指导意义。
关键词：接触网；受电弓；故障分析；预防措施
一、弓网故障的成因
1、工务与供电部门配合施工方面
接触网是架设于铁路线路上空的特殊的输电设备。其状态与钢轨的状态紧密相关。因此两部门的配合作业往往也特别重要。工务部门进行起道、落道或拨道（包括调整曲线半径）等作业，造成线路横移和改变曲线超高，如未及时通知供电部门对接触网做相应调整，就会出现接触线“导高”降低或过高，影响机车取流效果；自行拨道的后果更是严重，可能会造成拉出值改变甚至出现脱弓和打弓现象。
2、接触网产品质量方面
接触网设备零部件不合格，或接触网零件安装不当，接触不良，电阻过大，产生过热烧伤后长期没有发现而造成烧断吊弦。此外，电连接线，导线，承力索等设备使零件在长期动态工作过程中疲劳损坏，或在外界力量的冲击下发生变形，状态不良，零件老化突然折断；天气变化大、风摆，使得接触网摆动大等因素均易造成弓网故障。
3、设计遗留的隐患
作为维修部门的接触网工区，通常在日常的工作中都是以图纸为中心，也就是照图施工。图纸上的数据就是设备运行的标准。然而实际上设计者也会出现差错，这就导致现场与实际脱离，出现偏差。如果该线路长时间无机车运行，则设备的缺陷很难被发现。一但有机车运行，弓网故障不可避免。
4、接触网接触悬挂因素
4.1接触网导高突变或超限
接触线高度的突然变化或超出规定值，造成打弓或刮线，引发弓网故障。换言之，接触线并不具有理想的平顺度，机车受电弓高速通过，不平顺的接触线会对受电弓滑板造成冲击，严重时打坏受电弓滑板，由于受电弓损坏滑板持续运行，反过来会对接触网产生更大程度的损坏，其后果就是导致故障的发生。
4.2线岔处接触线及渡线位置不符合技术要求
线岔始触区内两支接触线动态不等高，无线夹区内装设了线夹或其它接触网零部件，线岔限制管间隙过大等因素；不同股道间渡线高度不满足要求等，在机车受电弓通过时造成打弓或刮线甚至钻弓。
4.3接触悬挂零部件侵入受电弓动态包络线
吊弦松脱或折断后吊挂在接触线上；接触网上其它零部件安装不符合技术要求经长期震动导致脱落；电连接线、中锚辅助绳等线索在高温下驰度增大，最低点低于接触线；接触线非工作支在一定区域内低于工作支等，在机车通过时，这些异常点侵入受电弓动态包络线并与受电弓碰撞，引发弓网故障。
5、接触网上存在“硬点”
由于接触网上的定位线夹、接触线吊弦线夹、接触线点连接线夹、接触线中锚线夹、接触线接头线夹、固定和连接分相绝缘器、分段绝缘器、线岔等设备的线夹安装位置偏移造成的固定硬点（也可称之为硬硬点）、弓网振动产生的弹性硬点（也可称之为软硬点），以及高速时接触网上某处抬高不足产生的随机硬点（也可称之为速度硬点）长期存在，造成弓网冲突，引发弓网故障。硬点之中，弹性硬点多是由弓网耦合、轮轨耦合引起的震动或各自的波动，以及二者叠加造成的，情况较为复杂。
二、预防接触网弓网故障的对策和措施
（一）提高接触网工作人员的技术素质
提高接触网运行管理和检修人员的技术素质，运行管理人员应真正掌握接触网的关键，有效地指导检修工作，把检修工作放在减小弓网故障和提高供电质量上，有效地防范事故和提高管理检修水平。维修管理者（技术、安全、教育）必须认真掌握接触网设备的安全关键，以及为什么是关键，有效地指导维修工作。把各种检查评比的重点转移到设备关键部位的关键点上来，多一些针对弓网事故的具体指导，少一些原则性的号召；对接触网维修规程的制定和修改一要慎重，提出一个数字和要求的必要性、可行性，怎样去执行怎样去检查执行情况；二要及时发现实施过程中出现了什么问题，提出新的更有利于提高设备质量的标准；三要突出接触网内在质量的标准，这有赖于科研的投入，比如提出接触网授流质量标准，碰撞的合理性标准，电气接触的标准，悬挂振动的标准，悬挂弹性的标准，补偿灵活性的标准，重大设备缺陷的原则性标准。
（二）抓好供电设备检测检修工作
加强对重点和关键设备的巡检力度，增加巡检车对接触网的巡检次数，对巡检出的接触网设备参数超标值及时进行处理。加强对接触网各部螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的平推、检查；对不能适应列车运行条件的接触网部件和处所进行改造。
增加对接触网分相分段绝缘器、三跨四跨、线岔等关键部件的步行巡视和检测，发现超标准值的部件及时进行检修、调整。在检修作业过程中要严格执行标准作业流程和规程要求，如分相分段绝缘器必须按要求及时调整出适当的负弛度，且保证其平滑过渡。重点是对线岔的数据的测量，特别是线岔500mm处工支与工支、工支与非工支的抬高量；加强对重污染区段的分段、分相及绝缘子的清洗维护，特别是雨、雪、雾等不良天气时要加强对绝缘子放电声响大区段的检查和监控，防止间断性长期烧伤造成断线。
（三）确保接触网主导回路通畅以防止烧断
对上网点、供电线、股道电连接等供电主导电回路必须按工艺规范要求制作，锚段关、分段、分相绝缘器、线岔等不得少电连接线。确保供电线路对电力机车的正常供电。各部位线夹严格按周期进行检查；打磨氧化层，涂黄油和导电膏并紧固。对吸上线、接地装置等进行检查和维护，及时补装缺失的零部件。
（四）消除电力机车不良对接触网状态的影响
减少因电力机车绝缘状态不良，机车短路等原因烧断接触线，向相关机务部门及时反馈信息，确立供电与机车部门之间弓网情况通报与联合检查体系。加强受电弓出入库前状态检查，弓网组要严格按照检查工艺和标准，对每一台电力机车受电弓出入库前质量状态进行检查。对受电弓检查出的缺陷和隐患，必须检修处理，符合质量检测要求后，方可放行，坚决杜绝受电弓带病上线运行。电力机车在运行中受电弓出现异常情况，应及时降弓，启用备弓，避免弓网故障进一步扩大。
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（五）加强与工务部门的数据共享
加强供电部门和工务部门之间的联系尤为重要。应定期对线路基础参数及接触网参数等限界值进行测量记录，画定“红线”，制定互控措施并执行。在日常设备维护施工检修中，形成双方互相配合的制度，实现工供联控，消除因线路参数改变造成接触网参数变化而发生弓网故障的隐患。线路参数变化导致接触网参数超限接触网与受电弓接触的部件工作面只有与轨道线路两钢轨轨平面平行，以及接触网接触线始终位于线路中心正上方或线路中心正上方偏移值范围内，才能保证受电弓与接触网的正常运行。在接触网状态不改变的情况下，一旦轨道线路基础参数变化超出规定值，就会造成弓网故障和事故的发生。
（六）加强对接触设备的巡视工作
对接触网的巡视工作，是排除接触网弓网事故的有效方法。昼间巡视可以查看设备的安全情况，通过观察设备了解接触网的运行状态，观察接触网设备的吊弦、碗臂、接触线、承力索、绝缘子、坠砣以及线路二边有无危树。对在巡视过程中发现的问题要及时向工区反映，对随时会影响接触网设备运行的情况要及时处理，清除隐患，降低损失。发现危树要及时砍伐，对隧道口上面的树藤蔓要及时去除。特别是在雷雨天气时重点查看防洪区段，防止高处的危石和泥土对支柱造成折断。
（七）消除外界隐患因素
1.加强对在货场或公路的支柱防护柱的防护，防止汽车撞倒支柱；对电气化区段道口进行限高措施；对跨越铁路上的天桥，要有防护栏和高压显示标志。各种防护标志要安装在明显易看的位置，防止人为因素将各类线索短接造成弓网事故隐患。
2.对临界近接触网线路的工厂和爆炸山体等类似作业进行监控，或要求采取有效措施，防止石块等砸断接触网，加强现场配合施工，防止外部施工单位利用挖掘机等大型施工机具作业时违章蛮干碰断接触网。
3.根据气温变化，对易受温度变化影响的设备加强监控、调整；对处于临界状态的要及时采取措施预防弓网事故。
4.加强对材料的监控，对不符合规定要求的、未达到绝缘要求以及机械强度的，不能安装在设备上。
三、接触网故障判断方法
1.恶劣天气易发故障判断
（1）大雾天气：首先考虑绝缘闪络、击穿，与带接地刀闸的隔离开关连接的分段绝缘器烧伤；渡线分段及受电弓支持绝缘子击穿引起断线；接触网带电设备对跨线桥、管、隧道底面放电、机车带电误闯无电区等。
（2）大雪天气：比照大雾天气外考虑上跨桥、管、隧道上雪融化后结冰对桥底设备放电。
（3）雷雨天气，主要考虑避雷器是否爆炸，绝缘子击穿及雷电引起变电所跳闸、电缆头损坏、树木倒在接触网上等。
（4）大风天气：主要考虑是否网上有漂浮物、草藤等；树枝触网；树木倒在接触网上等。
（5）冻雨天气：一般表现为跨越电力线断线，弓网放电。
（6）气温急剧变化：主要考虑引线、电联接、供电线、正馈线对地绝缘距离减小放电或过紧拉歪开关等；线索、悬挂交叉处是否产生摩擦放电现象。
（7）晴朗天气：主要考虑薄弱设备（线岔、关节、分段、分相）引发的弓网故障；营业线施工地点部件脱落引发故障等。
2.根据跳闸情况判断
（1）永久接地：变电所断路器跳闸，重合闸和强送均不成功，可能由于接触网或供电线断线接地、绝缘子击穿、较严重的弓网故障、机车故障等。
（2）断续接地：变电所断路器跳闸重合成功，过一段时间又跳闸，可能是接触网或电力机车绝缘部闪络；列车超限、绑扎绳松脱；树木与接触网放电、接触网与接地部分距离不够、接触网断线但未落地、弓网故障等。
（3）短时接地：变电所跳闸后重合成功，一般是绝缘部瞬时闪络、电击人或动物、网上飘落物、树枝烧断等。
3.根据跳闸报告内容判断
（1）电压低（17kV以下）电流较大（1kA以上）阻抗角在70度左右，可以判断为金属性接地故障。（2）电压较高（20kV以上）电流较小（1kA左右）阻抗角在40度以下，可以判断为过负荷（动车组过负荷阻抗角10-25度左右）。
（3）电压较高（20kV以上）电流较大（2kA左右）阻抗角不定，可以判断为机车带电过分相。
（4）上下行同跳闸，两个馈线跳闸报告基本一致，可判断为上跨电力线或其它高空金属物同时坠落在上下接触网上并接地。
（5）跳闸报告中谐波含量较大且出现二次谐波，可判定为机车内部故障。
（6）两相邻所同行（上行或下行）同时跳闸，可判定为机车带电过分相。
（7阻抗I段跳闸，一般为故障点较近（线路长度85%以内）的情况。
（8）阻抗II段跳闸，一般为故障点较远（线路长度85%以外）的情况。
（9）阻抗I、II段后加速同时动作，电流较大（3kA以上），可判定为接地故障。
（10）故标指示沿某电力列车运行方向变化，可判定为机车故障。
4.根据受电弓损伤位置判定
（1）受电弓上有伤痕，主要考虑电力机车行走路径上的线夹偏斜、导线硬弯、分段、分相消弧棒松动下垂低于导线面等原因造成，
（2）受电弓刮坏，主要考虑线岔电联接位于始触区并且驰度过大；分段绝缘器技术状态超标；定位、支持装置松动下垂等。
（3）故障位置判定：通过调取车站、机库等咽喉区的5c受电弓视频快速确定事故区段；通过添乘巡视、调查6c视频资料确定事故地点，运用科技手段缩短事故处置时间。
参考文献：
[1]吕盛刚.接触网弓网故障分析与措施[J].沿海企业与科技，2014（3）：50-51.
[2]袁明杰.接触网弓网故障及其防范措施[J].铁道技术监督，2014，34（8）：12-14.
[3]张鹏.浅谈接触网弓网故障的原因及预防措施[J].西铁科技，2013（2）：12-13.
论文作者:姜楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/11
标签：故障论文; 设备论文; 机车论文; 线路论文; 电力机车论文; 部门论文; 标准论文; 《电力设备》2018年第36期论文;