摘要：地铁供电系统的可靠性，是确保地铁能够安全运行的重要保障。不过，供电系统工作时间长，容易受到外界环境的干扰，和其他电源相比，更容易发生故障。而供电系统能否具有可靠性，接触网起到了决定性的作用。下面将对地铁供电系统中柔性接触网常见故障和防范措施进行具体分析。检查地铁直流供电系统里的参量，然后通过保护方案来掌握供电系统是否出现了故障问题，若是具有短路故障，就要在合理的时间范围内，运用系统控制方式来让断路器跳闸，使供电系统更加具有安全性，能够自动解决故障问题。
关键词：地铁供电系统；柔性接触网；常见故障；防范措施
目前，我国地铁受电弓取流方式主要包括架空接触网、接触轨和架空柔性接触网3种。其中，架空接触网具有结构简单、安装空间小、导线无张力、无断线隐患、运营维护方便、可靠性高等优点，逐渐成为我国地铁隧道内首选的受流方式。随着城市轨道交通线网的快速发展和运量的不断增加，交通部对地铁弓网的安全可靠运行及受流性能、受流质量提出了更高要求。为确保车辆运行时弓网关系处于良好状态，迫切需要研究开发适用于地铁架空接触网的检测技术，一方面为接触网的施工验收提供自动化检测手段，确保施工安装精度；另一方面为接触网的运营维护提供有力的技术手段，及时检测发现和消除弓网异常状态。
1地铁接触网特点
地铁架空悬挂是将铝合金汇流排安装于隧道顶部的绝缘支持装置上，并将接触导线夹装在铝合金汇流排中。悬挂的主要部件包括：汇流排、接触线、绝缘子、分段绝缘器等。为增大取流截面积和载流量、提高耐磨性能，接触线通常采用预磨耗型铜银接触线。
地铁架空接触网与电气化铁路柔性接触网相比，具有如下特点。
（1）悬挂的刚度较大、弹性较小，受电弓接触
悬挂引起的悬挂抬升量很小，弓网间的作用更多地体现为作用，冲击能量难以被悬挂装置大幅吸收。因此，悬挂的安装精度要求较高，应尽量控制接触悬挂的接触线高度误差，尤其应注意控制锚段关节和线岔处两悬挂的高差[1]。架空接触网锚段关节由平行布置的两汇流排组成，沿线路纵向相互错开，采用无交叉线岔，并保证悬挂装置在垂直于钢轨平面方向可上下调节，使接触线高度尽可能一致[2]。
（2）对于悬挂，由于弓网之间为接触，受电弓滑板磨损较快且普遍存在不均匀磨耗，甚至出现滑板局部凹槽现象，使受电弓滑板的使用寿命大幅缩短。当不均匀磨耗的滑板通过锚段关节、分段绝缘器等接触网设备时，受电弓滑板凹槽将与设备发生横向碰撞，进一步恶化弓网关系。接触网拉出值布置是造成受电弓滑板磨耗不均匀的重要原因。与柔性接触网相比，接触网的锚段和跨距都较小，锚段长度一般不超过250m。
（3）由于悬挂的弓网接触为接触，为了保证受电弓可靠取流，其静态接触力大于柔性接触网的静态接触力[4]。同时，在动态运行条件下接触网设施的弓网相互作用较柔性接触网设施的弓网相互作用更为剧烈，在汇流排中间接头、膨胀元件、锚段关节、刚柔过渡处等容易产生硬点。
（4）1.5kV接触网采用的直流电压低，较25kV柔性接触网的电流更大，且地铁车站间距离普遍较短，地铁车辆在车站间需频繁加速和减速，使出站区段的牵引电流更大，更容易产生弓网间燃弧和接触线波浪磨耗等异常现象。鉴于以上接触网的特点，悬挂接触线和碳滑板的机械磨损和电气磨损都较柔性接触网更为严重，电气磨损尤为剧烈，导致弓网关系恶化，接触线和碳滑板的磨损速度均较快。
2柔性接触网常见故障
2.1人员违章操作
由于检修人员不遵守工作程序，在没有人监护，没有获取施工负责人作业许可的情况下进行作业，进而造成了施工负责人在地线还未拆的时候就采取向电调销除作业命令合闸送电。不根据操作步骤来进行作业，没有对作业人员及工器具进行出清确认，只是在作业结束后就进行销令合闸送电，就有可能造成柔性接触网出现故障。
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2.2接触线磨耗严重
如果电客车运行速度快，行车间隔较小，就会加速接触线的磨耗。在进行加速期间，受电弓会受到强烈振动，冲击力不平稳，很有可能导致机械进一步的损坏。通常情况下，曲线段比直线更容易被磨损，而坡道段比平道段更容易遭到磨损。要是某个点位于一个组合当中的两个部分，被磨损的程度就会更大。
2.3电客车停靠位置错误引发的故障
当地铁电客车在停下来的时候，受电弓正好处在分段绝缘器当中，弓网间不会形成较大的接触面积，不过所形成的过渡电阻较大，如果电客车在这个时候进行取流，就会造成弓网接触的地方形成较高的温度，从而导致碳滑板碳化被破坏，这样一来就无法确保电客车在运行当中的安全性。
2.4谐波和无功情况所造成的问题
地铁电客车在各种运行状态中，牵引负荷电流相位角的幅度也具有不同的变化情况，并导致功率因素的不确定性。此外，高速地铁在再生制动的情况下，电流相位角变成了相对滞后。如果牵引网出现短路问题，那么故障电流相位角就会出现滞后情况。在有效的工作状态中，相位角的变动情况与牵引负荷电流的波动情况并没有一致性，从而很难对无功功率进行补偿。
3柔性接触网常见故障的防范措施
3.1从技术和管理角度来规范人员操作
挂接地线作业比较容易出现操作错误。所以管理人员要从技术和管理角度入手来解决这方面的问题。要采用完善的五防系统，防止出现跳跃操作的情况。在管理期间，要对停电－挂地线－拆地线－送电工作进行授权，然后再进行命令释放，设备，分配等工作，这样一来就能够保证所有工作环节的精确性。
3.2对接触网进行定期维修
如果柔性接触网发生开裂，弯曲，腐蚀的情况，就会对地铁直流供电系统造成破坏。这就要求在刚开始设计时重视零部件的质量。地铁运行期间，有可能遭受外部环境的干扰，想要得到解决也并非易事，因此检修人员要认真做好日常维修工作，另外，若是零件遭到损坏，就要马上进行更换，这样就能够减少故障发生的可能性。
2.3抑制谐波的方法
对地铁直流供电系统进行抑制的方式有很多，例如脉冲宽度调节，加强直流供电系统等。在谐波治理期间，提高地铁直流供电系统对谐波情况的掌控，就能够提高直流供电系统的完善性。随着科技水平的进一步提高，让高科技逐渐融入地铁直流供电系统当中，可以很好的加强直流电系统的工作能力。
4结语
通过以上内容我们能够了解到想让地铁系统得到有效运行，就一定要确保供电系统稳定性。而供电系统能否具有可靠性，柔性接触网会起到决定性作用。因此合理的采用相关检测以及保护方式，例如从技术和管理角度来规范人员操作，对接触网进行定期维修等，能够避免地铁供电系统中的柔性接触网故障的发生。因此相关工作人员在今后的工作中，一定要积极努力，争取创建出更为完善的工作方案，从而让地铁供电系统中柔性接触网的故障防范水平迈向一个新的高度。
参考文献：
［1］蔡杰，罗林顺.城轨交通柔性接触网的维修模式研究［J］.工程建设与设计，2018，（04）：236－238.
［2］唐永湘，兰志坤.城市轨道交通柔性接触网分段绝缘器的故障探讨［J］.南方农机，2017，48（12）：170.
［3］曾纯昌.地铁高架柔性接触网缺陷及解决方案［J］.都市快轨交通，2014，27（1）：118－121.
［4］芮小刚.地铁接触网常见故障和问题分析及其应对方法［J］.科技信息，2012，（02）：350－351.
论文作者:刘淑平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/17
标签：供电系统论文; 柔性论文; 地铁论文; 磨耗论文; 滑板论文; 作业论文; 磨损论文; 《电力设备》2019年第21期论文;