摘要：电连接是接触网的重要组成部分，如果断裂脱落可能会造成接触网设备及列车受电弓损坏、烧伤车体等情况发生，将直接影响牵引供电系统及列车的正常运行。本文根据地铁运营维护检修实践，对接触网电连接断裂脱落的原因进行分析，结合施工经验，提出了在地铁运维中如何预防电连接断裂的措施和建议。
关键词：地铁运维；电连接断裂；故障分析；预防措施
引言
近年来随着地铁建设蓬勃发展，地铁安全运营标准要求逐渐提高，接触网运维检修工作的质量与标准是保障安全运营的关键。接触网作为牵引供电的重要组成部分，电连接线是接触网的重要部件，其服役性能关系着整个接触网系统的安全运行。地铁接触网电连接采用裸铜绞线或软电缆通过线夹与承力索接触线连接。近年来多条地铁出现电连接线脱落及断裂事故，对地铁安全运营产生较大影响，因此对地铁接触网电连接线脱落及断裂进行分析研究对于指导接触网运维检修具有重要意义。
一、接触网运营维护现状
结合笔者近5年的地铁运维经验，对接触网系统线索类影响运营的故障进行跟踪，以某城市为例经统计如下，一般电连接的故障在运行6至7年后属于高峰期，占线索类故障的比例约为35%左右，见表1。
表1接触网系统影响运营的线索类故障统计
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二、电连接的分类及结构
电连接按照其功能和作用的不同，分为横向电连接和纵向电连接。
1.横向电连接，横向电连接主要作用是实现并联供电，功能是进行等电位连接或起分流作用，减小电阻，减少电能损耗，提高末端电压，提高供电品质。被连接的设备属于并联关系，如果该连接不存在，设备依旧带电。
2.纵向电连接，纵向电连接作用是使供电分段或机械分段两侧接触悬挂实现电的联通，保证电路通畅，功能为传递电流，被连接的设备属于串联关系，如果该连接不存在，后端设备将失电。
3.常见电连接分类及安装形式如表2所示。
表2电连接分类及安装形式
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三、电连接线脱落断裂的原因分析
通过对电连接故障统计分析，主要原因有以下几点：
1.设计方面：设计考虑不全或开通后运营图调整，导致个别位置的电连接线或线夹载流不够被烧断股或烧断。
2.施工工艺方面：电连接线散股严重，被烧断股或烧断线；电连接线安装时预留弛度较小，带病投入使用，电连接线处于受力状态，列车受电弓通过时，电连接线与线夹端面不断摩擦，横向拉力与纵向剪切力造成电连接线逐根断股，最终断裂；电连接线安装时预留驰度过大，导致承力索与接触线之间的垂直电连接线松驰，垂直部分底部与接触线间距太小，运行中与列车受电弓发生撞击。
3.施工质量方面：电连接线与线夹接触不良、电连接线夹大小槽装反、线夹内有杂物、未涂抹导电膏等，导致电气连接阻抗增大，载流面不足，导流不畅，造成电连接线夹发热，长期过热烧伤电连接线及连接部件，最终断股或断裂。
4.检修方面：电连接线自开通运营以来使用时间较长，长期受流导致软铜绞线脆化，电连接线逐根断股，最终断裂；电连接线夹螺栓未按规定紧固到位或经过频繁的震动造成螺栓疲劳松动，导致电连接线脱落。
5.环境方面：受雨雪风霜、温度、湿度、盐度等各种复杂环境影响造成线材化学腐蚀，物理性能改变，导致电连接线逐根烧断，最终断裂。
四、电连接线脱落断裂的影响
1.电连接线接地，引起牵引变电所直流开关跳闸，自动重合闸不成功，造成接触网无法受电，处于无电状态，该区段地铁列车无法运行，运营中断，需出动运维应急抢修队伍，严重时需调度轨道救援车进行牵引。
2.电连接线未接地，脱落下垂，高度未低于导线下平面，但电连接线夹扭面，导致列车通过时受电弓碳滑板加重摩擦甚至撞击电连接线夹，对受电弓碳滑板造成损伤，受电弓碳滑板撞弯，严重时甚至撞断（见图1、图2）。
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图1断裂的避雷器电连接线
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图2撞击的电连接线夹及受损的受电弓碳滑板
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图3短路烧伤的车体外壳
3.电连接线下垂过长，高度低于接触线下平面，电连接线断裂后下垂与车体产生接触，瞬间短路，烧伤车体，引起直流开关跳闸，由于多次自动重合闸与列车惯性双重作用，会对地铁列车壳体形成多处烧伤（见图3）。
4.电连接线下垂，侵入接触线下部平面较多，受电弓通过时形成缠绕，拉断电连接线，对受电弓造成机械损伤，甚至折断受电弓碳滑板，造成列车停运（见图4）。
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图4脱落的电连接线与受电弓缠绕
5.电连接线断裂脱落后电连接线与导线连接的线夹扭面，形成撞击后拉弯接触线，需用直弯器进行处理，容易产生硬点，后续运营容易出现拉弧、打火现象，易烧伤接触线与受电弓（见图5）。
6.电连接线断裂脱落轻则影响列车降速运营，更改运行图，重则造成弓网事故，导致运营中断，出动救援及乘客疏散，容易引起乘客恐慌，伴随自媒体发酵，造成社会负面舆论影响。
7.加重运营维护检修压力，消耗巨大人力物力财力，造成经济损失及信誉影响。
五、运维检修过程中电连接线脱落断裂的应对措施
1.明确本体检修标准，严格对电连接线本体检查，电连接线表面应无散股、无断股、无腐蚀、无磨损、无破损、无烧伤，如有则进行绑扎，损伤严重的需进行更换。
2.明确驰度检修标准，电连接线驰度检查，电连接线需留有一定的弛度并不得受力，能够适应接触线和承力索因温度变化伸缩及受电弓通过时对接触网抬升的要求，电连接线各部分无侵限现象，若发现上述情况应立即进行调整，对弛度较小或较大电连接线进行弛度调整或更换电连接线。
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图5拉弯的接触线
3.明确连接部件检修标准，连接部件检查，电连接线线夹应无裂缝、无腐蚀、无烧伤。若发现上述现象则应进行更换，并在线夹与线索（承力索、接触线、馈线）接触面处均匀涂抹导电膏。电连接线线夹与线索应连接牢固，线夹内无杂物，线夹无侵限现象。
4.明确检修力矩标准，依据《电气化铁路接触网零部件技术条件TB/T2073-2010》规定的螺栓紧固力矩，所有紧固件连接应牢固可靠，并经过实践不断跟踪优化。
5.优化安装型式，更改容易出现故障的避雷器H型或π型电连接线安装方式，取消避雷器上网电缆与接触线间的电连接线，保留避雷器上网电缆与承力索间电连接线，并在该定位点处加装横向电连接（图6）。
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图6H型、π型电连接线改进方法
6.优化连接方式，参考高速铁路压接式电连接线夹，其优点是体积小、重量轻，结构及工艺相对螺栓式电连接线夹比较简单，接触电阻小，导流性能好（见图7）。
7.受地铁列车运营的频次、负载的大小、及环境的影响，根据线路具体情况修订接触网电连接使用年限标准。
通过对多条地铁线路电连接故障的统计和分析，结合运维检修经验，建议将标准使用年限定为不超9年（见表3）。
结语
电连接虽然结构简单，一旦发生故障，将对整个供电系统及列车运营产生极大影响，本文结合地铁接触网运营维护检修实践经验，对接触网电连接出现的问题进行了分析，分析了问题产生的原因，给出了一些解决问题的办法和预防措施，优化了电连接及相关部件的检修标准及安装工艺，提高了电连接及其部件的服役性能，提出了使用年限建议，经过实践验证能够很好的指导接触网运维检修工作。
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图7高速铁路电连接压接方式
表3电连接使用年限建议
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参考文献
[1]王连群,孙立金,林玉华,阮云斌;电气化铁路接触网电连接设计与探讨[J];铁道勘测与设计;2002(1).
[2]向长江;浅谈接触网电连接布置与安装技术研发2012(5).
论文作者:刘德宇
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：连接线论文; 地铁论文; 列车论文; 烧伤论文; 标准论文; 部件论文; 故障论文; 《电力设备》2020年第1期论文;