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。
关键词：地铁供电系统；接触网；故障
引言
在整个牵引供电系统中，接触网起着重要作用，因其运行环境较差，无备用，而且容易发生各种设备故障，发生故障如果不能尽快查找出故障点，对运输影响较大，并且故障查找一直是多年来接触网运行维护的难题。从电力调度员角度出发，结合多年实践经验，阐述接触网发生故障后的判断与查找，仅供参考。
1接触网常见故障
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
2各类接触网故障和改进措施分析研究
2.1螺栓松动
刚性接触网悬挂点一般通过化学锚栓进行锚固，悬挂点部分部件通过螺栓紧固，受电弓对接触网的压力一般跟随列车运行会有相应的冲击及波动，由于列车运营频繁，冲击次数长年累积，造成螺栓松动，影响弓网的正常运营。针对螺栓松动问题，可采用相应解决措施。在螺栓处采用带防滑纹路的垫片，进行双螺母紧固，有效降低螺栓松动几率。同时，建立完备的检修体系，增加对悬挂点螺栓处检修维护，发现后及时紧固和更换。
2.2电化学腐蚀
地铁隧道内环境复杂，隧道顶部易出现污水漏水、潮湿等现象。刚性接触网中汇流排底部嵌口处夹持接触线。当污水滴落到接触网上，易造成汇流排与接触线腐蚀。二者材质不同，均带有电流，易引起电化学腐蚀，造成定位线夹紧力不足，接触线脱槽等问题。针对该问题，可采取两种解决措施。一种是采取物理隔离措施，在汇流排上方加装汇流排保护罩。一种是采取化学措施，选择抗腐蚀性强的汇流排和接触线，并在接触线表面镀锡，降低汇流排和接触线嵌口处发生电化学腐蚀的可能性。
2.3受电弓和接触线磨耗
地铁运营时，列车受电弓通过接触网进行供电取流，弓网之间存在动态变化的接触力，当长时间工作时，弓网会产生磨耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果锚段关节衔接端口不平整、拉出值布置不均匀、轨道减振区频繁出现，可能会导致弓网产生严重磨耗[4]。针对弓网磨耗问题，可采用相应解决措施。设计时，对拉出值分布进行计算、弓网关系进行仿真优化、对施工工艺严格要求，减少硬点，改善弓网受流质量，进而降低弓网之间的磨耗。
2.4空间尺寸措施
柔性接触网结构较复杂，零部件较多，接触线抗拉强度要求高，故需要提前结合土建空间条件对柔性接触网悬挂安装空间进行分析，对悬挂点结构仿真分析，优化悬挂点支撑结构，避免出现悬挂装置变形、钻弓、挤弓等问题，在螺栓处采用带防滑纹路的垫片，进行双螺母紧固，降低螺栓脱落几率。并明确出厂验收标准，定期维护检测，减少安全隐患。
2.5分段绝缘器
根据柔性接触网分段绝缘器运营反馈，分段绝缘器常见故障为调试状态不良、局部腐蚀，分段绝缘器作为接触网供电分隔的重要设备，具备一定重量，如果底部的导滑板和接触线连接线夹不在同一平面，易形成硬点，造成磨耗、拉弧等现象。由于长期露天工作，易产生材质老化，表面沉积污染物，局部腐蚀，导致绝缘部分泄露距离不够被击穿。针对分段绝缘器工作不良问题，可采取措施，加强出厂验收管理，保证设备完好，安装时消除硬点，保证平滑过渡，对污染物附着部分加强清理，优化连接结构等。
2.6刚柔过渡方式
刚柔过渡处于刚性和柔性接触网过渡连接部位，结构复杂，刚柔弹性渐变是影响过渡区段的重要因素，若渐变不平顺，易产生弓网磨耗异常、拉弧等现象。贯通式刚柔过渡能够在渐变时降低接触线振动，具有调整和安装简便、平滑过渡等优良特性。
2.7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。
2.8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不容易查找的故障处理原则
对于有些跳闸，虽然想尽了办法查找，但是还是找不到故障点，送不上电，这时应该采取以下几种方法：一是扩大事故查找范围，在变电所馈线的上网线、开闭所、分区所的上网线以及开闭所、分区所内的设备上查找，这些地方一般容易忽略。
二是采取拉路查找、分段试送的方法，某铁路在运营之初，变电所某馈线发生一次跳闸，试送失败，当时AT区段故标指示距离也不准，没有参考价值，馈线全长44公里，接触网线路两端的接触网工区人员从两端向中间巡视线路，未发现故障点，于是电调下令依次拉开中间三个车间的隔离开关，缩小故障范围后才找到。三是根据故标指示的位置，在二公里范围内着重查找，有此隐蔽故障肉眼直观观察很难发现，这时就需要缩小故障范围后重点巡查。四是根据火花间隙是否击穿来判断故障点，如果某一支柱下方的火花间隙击穿，说明火花间隙通过了很大的短路电流，故障位置就应该在此棵接触网杆上。
4结语
通过采用结构更合理的悬挂装置、防松螺栓、防腐部件、优化定位线夹、改善锚段关节、合理的拉出值布置、贯通式刚柔过渡、加强维护管理等措施，能够改善弓网关系，降低接触网故障率。通过提前考虑供电系统接触网常见故障，采用技术改进后的接触网方案，地铁接触网可以更好的保证电机车安全平稳运行。
参考文献
[1]于万聚.接触网设计及检测原理[M].成都：西南交通大学出版社，1991：10-16.
[2]董昭德，李岚.接触网工程与设计[M].科学出版社，2014：12-15.
[3]傅俊武.刚性与柔性接触网若干功能差异及标准的探论[J].电气化铁道，2007（6）.
论文作者:张志伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/7
标签：故障论文; 磨耗论文; 螺栓论文; 供电系统论文; 地铁论文; 作业论文; 柔性论文; 《基层建设》2019年第22期论文;