摘要：铁路电气化建设中接触网技术的发展推动了铁路运输业的发展，给电气化设备运行安全提供了可靠保障。但接触网因为其在露天环境中使用，且长期受到磨损，接触网设备运行问题被暴露出来。鉴于此，本文从电气化铁路接触网设备出发，论述了接触网设备的创新。
关键词：铁路电气建设；接触网；创设
前言
随着科技时代的到来，在铁路电气建设中，为了更好地彰显其经济性，提高其科技含量，就必须对铁路电气建设施工中所采用的接触网设备进行不断的优化和创新。基于这一背景，从科技、经济、创新的视角，就接触网设备在铁路电气建设中的创新进行研究和分析。
1 接触网概述
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。
接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性；接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限；要求接触网对地绝缘好，安全可靠；设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电；尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。
总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。
2铁路电气建设中接触网设备运行特点
①铁路内外部门关系密切。同工务关系密切，接触网布置是按轨道中心线相对位置进行的，在布置过程中接触网参数需严格测量，轨道面到接触线两者间的垂直距离就是接触网导高，接触网布置过程中要严格测量相关参数，铁路的状态是多变的，接触网的参数也要根据铁路的具体情况进行调整。就比如大型捣固机，对铁路线路的起道，拨道，捣固，桥梁偏心整治等，随之的接触网参数的变化与调整。同电力机车关系密切，轨道上的机车动力是通过接触网的电能传入得到的，受电弓和接触网接触即可获取电能。但在机车运行的过程中，通常会发生跳闸等事故导致机车能量中断，这样的事故主要原因是车顶绝缘不良，受电弓和接触网接触不良，机车操作不规范等。若接触网和机车间状态不稳定，轻则导致跳闸机车能源中断，重则导致导线烧毁。同车务关系密切，列车运行线路径路对于整个机车运行至关重要，若运行线路径发生故障，将可能引发电力机车进入接触网无电区域或者没有布置接触网的区域，从而导致接触网电路跳闸、弓网受到损坏。②接触网运行设备的条件比较苛刻。接触网的布置主要是根据铁路线路情况进行的，其是一种输电线路，并且在轨道上方露天布置，这就导致其运行环境较为苛刻。电力机车的动力都是通过接触网供电提供的。这主要是接触网布置涉及到张力复杂的力学结构，其中零部件较多，零部件使用频率高、磨损快，接触网需要长期承受拉应力和震动，接触网零部件经常发生故障，这就要求接触网零部件的材料质量可靠。③接触网检修困难。比如神朔线每年是以千万吨级的运量增长，随着运量的加大，车流量的增加，车速的提高，天窗的检修时间紧张，故提高对接触网的检修压力。这就需要电气化铁路采用先进的检测设备对接触网动态参数进行实时检测与数据处理，根据检测数据来指导维修。④接触网容易受到外部环境的影响。电气化铁路机车的额定牵引供电电压27．5kV，这就要求接触网设备有良好的绝缘性能，并在布置时控制好安全距离。在隧道口或城市人口密集区域中，往往有杂物接触到线路，这很容易导致接触网设备损坏，导致跳闸。根据我国接触网设备运行情况来看，接触网事故通常发生在大风、雷雨等天气，并集中发生在人口密聚、杂物较多区域。
3 铁路电气建设过程中接触网设备出现故障的原因
①线索容量过小。在铁路电气化建设过程中，虽然已经考虑到接触网设备在日后运作的线路牵引运能的裕量，但在过去设计中考虑的裕量不能承受如今过多消耗，接触线承力索长期持续载流量偏小，导致了接触网不堪重负，因为过高的负荷，导致了电气烧伤事故时常发生。②供电回路存在缺陷。导流不畅，接触网接触不良、运行时间过长等都会导致电化学腐蚀。电气连接过程中若出现问题，将导致供电回路阻抗变大，从而使回路导流不畅。长时间不畅，将导致电气烧伤。③回路不闭合。接触网设计过程中一些地方通过电流，另一些地方则不能有电流通过，是否通过电流是经过严格计算设定的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但电流的通过还是有一些特殊情
况，如满足特定的情况不能通过电流的地方也能使部分电流通过，如果设计结构有问题，没有符合要求的电气连接，将导致电气烧伤事故。④部分分流严重。一般情况下，电气部件数量和导电性与分流程度成反比。但是，电气部件的数量限制在一定范围内，导电性也就存在一个临界值，一定程度的分流是不可避免的，不能简单地把分流当作是接触不良的结果。⑤隧道漏水烧断线。铁路隧道中时常会发生漏水，如果漏水位置正好在线索上方，并且水流较多，将导致线索被烧毁甚至断线，从而导致发生电气烧伤事故。
4 创新的必要性
接触网设备是露天设施，线路的复核随列车的数量而改变。接触网长期运行难免受自然环境和自身老化影响。我国现在的接触网维修存在很多问题，缺乏事前的预判和检测，缺少定期检测维护，维护过程中存在很多问题。部分操作人员对设备故障不了解，甚至对设备来二次损害。电气化铁路接触网是一种效率高、成本低的铁路运行方式，给我国铁路发展带来了巨大的契机。目前我国已经全面进入电气化铁路时代，在接触网运行过程中要了解和掌握引发接触网设备故障的原因和解决措施，采用科学合理的接触网连接方式，借助高科技研究成果，加强接触网相关部位的监测，减少故障，做好接触网的检测维修工作，保证电气化铁路的安全运行。
5 铁路电气建设过程中接触网设备的创新
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。因此，需要对接触网设备进行创新，以促进铁路运输事业更为长远的发展。
5.1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察论证。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。
5.2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。
5.3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，即可检测接设备电流是否过负载。
结论：
在电气化铁道中，接触网是沿着钢轨架设的，呈“之”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设备故障的基础上，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，减少设备故障，从而保障接触网设备安全运行。
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论文作者:田瑞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
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