接触网弓网故障分析 毕业论文 ).doc

毕业设计（论文）中文题目： 接触网弓网故障分析 专 业：电气化铁道技术 班姓 名： 学 号： 090130110 指导教师： 2012年 3 月 15 日电气工程系毕业论文（设计）任务书毕业设计（论文）题目 接触网弓网故障分析一、 毕业设计（论文）内容本文介绍了接触网设备事故分类和接触网设备事故抢修，接触网事故抢修工作做了深入的探讨。论文在以讨论和辨证高速铁路接触网的弓网关系上，进行了深入的研究。对跨距内的剐弓事故和线岔处的剐弓事故做了深入的分析。二、 基本要求1、内容符合工程实际，具有可操作性。2、理论依据充分3、具有自己的见解4、文字格式符合要求5、资料引用要注明出处，有据可查三、 重点研究内容接触网是电气化铁路的重要组成部分，接触网的质量的优劣，将直接影响行车安全和运输经济效益，做好接触网的维修是确保接触网质量的重要手段。本文针对现场实际，总结接触网多年运行经验和事故案例的分析进行了阐述弓网事故的原因、后果、发现方法和事故预防措施及注意事项进行分析。四、 其他需要说明的问题下达任务日期： 2012 年2月10日 要求完成日期： 2012年4月25日 指导老师： - 17 - 摘 要 接触网是电气化铁路的重要组成部分，接触网的质量的优劣，将直接影响行车安全和运输经济效益，做好接触网的维修是确保接触网质量的重要手段。发生接触网设备事故后，供电部门的当务之急就是对其进行抢修，以最快的速度使其恢复供电。抢修人员到达事故现场后，面对破坏的设备，首先要解决的问题就是如何进行抢修作业的组织和怎样才能达到“先通后复”的要求。因而，从事接触网运行和检修的人员迫切需要对事故案例要有个分析和技术指导。 针对现场实际，总结接触网多年运行经验和事故案例的分析进行了阐述：一是采用事故预想的方式，将可能发生的接触网事故进行系统归类，以针对性抢修方案的形式，简单明了的叙述了各类事故抢修的组织、方法、作业过程等，以提高抢修人员的实作能力和应变能力，提高抢修质量和速度。二是对各类事故发生的原因，社备可能损坏程度和范围、预防措施等做了详尽叙述，以使运营检修人员在日常检修和运行中高度重视设备的关键和薄弱环节，同时提高设备整体检修质量，以达到“修养并重、预防为主”的运行、检修要求。关键词：接触网；先通后复；修养并重；预防为主目录1引言- 1 -2概述- 2 -2.1接触网设备事故分类- 2 -2.2接触网设备事故抢修- 2 -2.3接触网事故抢修工作- 3 -3弓网故障原因分析- 4 -3.1接触网定位环节- 4 -3.1.1定位点拉出值过大、定位器坡度过小、造成脱、碰、刮弓故障- 4 -3.1.2道岔区刮弓、钻弓故障- 4 -3.2接触网设备- 5 -3.2.1吊弦、点连接造成弓网事故- 5 -3.2.2导线烧断故障- 5 -3.2.3接触网材质不良引起链接、定位零件断裂而造成的弓网故障- 5 -3.3线路及其他环节- 6 -3.3.1受电弓与接地体放点故障- 6 -3.3.2线路原因引起弓网故障- 6 -4弓网故障事故- 7 -4.1跨距内的刮弓事故- 7 -4.1.1事故原因分析- 8 -4.1.2 事故后果分析- 8 -4.1.3发现方法分析- 8 -4.1.4事故预防措施及注意事项分析- 9 -4.2线岔处的剐弓事故- 10 -4.2.1事故原因分析- 10 -4.2.2事故后果分析- 11 -4.2.3发现方法分析- 11 -4.2.4事故预防措施及注意事项分析- 11 -4.3锚段关节处刮弓- 13 -4.3.1事故原因分析- 13 -4.3.2事故后果分析- 14 -4.3.3发现方法分析- 14 -4.3.4事故预防措施及注意事项分析- 14 -总 结- 15 -致 谢- 16 -参考文献- 17 -1引言随着我国铁路的几次大提速, 对电气化铁路的质量提出了更高的要求，而随着既有线路提速，特别是相关设备的老化,电气化铁路弓网故障的问题日益突显 。如何提高接触网运行质量，消灭弓网故障，是相关单位面临的一个重要课题 。接触网弓网故障的发生，根本原因是接触网自身技术参数不符合标准造成 。通过我在学校的学习和去铁路供电段实习认为：只要在日常工作中对接触网关键部位技术参数根据实际情况,针对具体问题，合理安排并提出相应措施，即可有效减少弓网故障的发生。 2概述2.1接触网设备事故分类 在电气化铁路区段，接触网是电气化规道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，时候电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。 接触网是沿铁路露天设备，大气温度、湿度、冰雪、大风、大雾、污染、雷电等各类气候因素对接触网的作用十分明显。接触网的机电参数，如线索驰度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气候变化还可能造成重大行车事故。接触网的运营维护工作和接触网设计计算工作中绝大多数内容是与气象条件相关的。接触网是一个综合供电系统，由于技术和经济的原因，接触网设备是无备用的。无备用性决定了接触网的脆弱性和重要性，一旦出现事故，必将影响列车运行，造成一定的经济损失。当发生较大范围的接触网设备事故时，会严重干扰运输，甚至给国计民生带来不良影响。 接触网设备事故可分为供电事故和行车事故。在牵引供电系统中，凡由于工作失误、设备状态不良或自然灾害使牵引供电设备破损、中断供电，以及严重威胁供电安全者，均列为供电事故。由于同一原因同时构成行车和供电事故时，应分别上报，但供电段总事故件数仍算一件，统计为行车事故。按铁机字第124号文件中规定，根据事故的性质和损失，供电事故分为重大事故、大事故、一般事故和障碍4种，根据发生事故原因，分为责任、关系及自然灾害3种-2.2接触网设备事故抢修 接触网设备事故的抢修要遵循“先通后复”和“先通一线”的原则。“先通后复”，就是以最快的速度设法先行供电，疏通线路，必要时采取迂回供电越区供电和降弓通过等措施，尽量缩短停电、中断行车时间，随后要尽快安排时间处理遗留工作问题，使接触网及早恢复正常技术状态。“先通一线”，就是在双线电气话区段，按照上述“先通后复”的原则确定抢修方案外，要集中力量以最快的速度设置使一条线路先开通，尽快疏通列车。如果事故范围较小，抢修时间不长，无需分层作业时，应抓紧时间一次抢修完毕，恢复供电、行车。2.3接触网事故抢修工作 在抢修工作中，特别要强调作业安全，要严格遵守技规和有关规定，要设置行车防护人员要思想集中，坚守刚位，履行职责，要认真、及时、准确地传递信号。 在攀杆登梯和车顶上高空作业时，除按规定有关执行外，要特别强调在接触网上整个作业过程中，必须系好安全带和戴好安全帽。在拆除接触网作业时，要防止支柱倾斜以及线索断线脱落等。在抢修恢复作业中对安装的零件，特别是受力部件要紧固牢靠，防止松脱断线引起事故扩大。接触网事故原始资料的收集保存及事故的调查分析在事故抢修过程中，工作领导人除了组织抢修，尽快恢复线路正常运行外，要指定专人写实事故及其修复的情况，包括必要的照片，有条件时可进行事故分析。特别是对于因事故拉断或烧断的线头、损坏的零部件等，应尽量保持原样不得任意改动。对典型事故的照片、报告、损坏的线头、零部件，应做为档案长期保存。 事故发生后要及时分析，除弄清事故原因查明责任制定防止措施、按规定填写事故报告向有关部门上报外，同时还要总结抢修工作中的经验教训。对抢修中采用的先进方法、机具等应及时推广，对存在的问题要认真研究制定改进措施，不断完善抢修组织和方法，提高工作效率。 3弓网故障原因分析现阶段, 由于机车车辆新技术的大量应用, 特别是机车受电弓技术的进步, 导致接触网弓网故障大部分原因均集中在接触网的具体参数特性和部分性能上，而且接触网随外界环境气温、风速、线路条件等的影响，不稳定特性显著。在此我们就弓网故障的 产生先进行一个全面的分析 。3.1接触网定位环节3.1.1定位点拉出值过大、定位器坡度过小、造成脱、碰、刮弓故障这类故障一般为施工超标准 、调整拉出值时偏差较大、或遇大风及温度变化过大时造成，特别是在曲线跨中尤为明显 。3.1.2道岔区刮弓、钻弓故障分析接触 网弓网故障产生 的原 因, 并根据 多年经验, 从加强接触 网 日常检测 的角度, 提 出预 防 弓网故障的措施 。线岔定位部位，两导线交叉位置参数不标准、始触点高度不符合要求、线岔限制管间隙过大。3.2接触网设备3.2.1吊弦、点连接造成弓网事故电连接设置数量或位置不合理,特别是在坡道上、机车取流过大造成吊弦过流被烧断。由于 电连接与承力索接触不 良, 形成线夹内长期放电而造成烧断电连接线。吊弦线夹、电连接线夹紧固螺栓长期处于振动状态,由此造成螺栓松脱也是产生此类故障的原因之一 。3.2.2导线烧断故障导线因硬弯、硬点而造成长期放电拉弧，使局部磨耗过大而造成接触网断线故障。接触网设计原则：大站及编组站的导高6 450 mm, 中间站及区间6 000 mm, 隧道5 7206 000 mm之间。但是在施工过程中, 由于过渡及临时的保证开通措施, 接触导线高度在 5 7206 450 mm 间交替 出现, 特别是在导高变化 的过渡部分, 很少能保证接触线 5的变坡要求。由于接触导线高度忽高忽低，导致接触悬挂弹性时大时小，在变坡点处产生拉弧现象，高温电弧灼伤接触线工作面, 使接触线工作面出现麻点, 其它受电弓高速通过时, 又产生更为严重 的拉弧, 若受电弓有隐性损伤带病通过, 易产生弓网故障, 同时给以后接触网运营带来隐性故障点。3.2.3接触网材质不良引起链接、定位零件断裂而造成的弓网故障直线处定位 线夹或“v” 型吊线线夹断裂，造成定位管或定位器脱落，打击受电弓。曲线处导线受水平分力的作用, 造成定位线夹负荷增大, 劣质线夹可能出现断裂现象而造成脱、钻弓故障。3.3线路及其他环节3.3.1受电弓与接地体放点故障此类故障一般发生在受 电弓对树木 、受电弓对渗、漏水隧道内的冰柱放电、从而引起变电所跳闸。 3.3.2线路原因引起弓网故障工务部门起拨道引起导线拉出值参数变化, 特别是在曲线段外轨的超高值变化将引起接触导线相对位置较大的变化。从而引起受电弓脱弓、刮弓 。4弓网故障事故电力机车运行时，要求受电弓在接触线下部与接触线平滑地磨擦取流。否则可能发生弓网故障。弓网故障一般是指打弓、钻弓、剐弓。 弓网故障中的打弓，是指在受电弓运行取流过程中，由于某种原因造成弓、网相碰击，从而使受电弓 不能平滑取流的故障现象。弓网故障中的钻弓，一般指在锚段关节或线岔处，因某种原因，运行中的受电弓在与工作支接触线接础取流过程中同时移位到非工作支接触线上部的故障现象。发生钻弓后的直接后果就是造成剐弓事故，而且是相继发生。 在接触网运行中，所谓剐弓，是指由于接触悬挂或电力机车受电弓状态不良或者是自然的原因，致使电力机车受电弓移位到接触鲜上部运行，从而造成接触网设备和受电弓损坏的事故现象。 4.1跨距内的刮弓事故在链形接触悬挂中，剐落一个跨距内的吊弦和剐落一根支柱处的定位是对接触网设备损坏范围较小的一种弓网故障现象，也是一种程度较轻的剐弓现象。 4.1.1事故原因分析1接触线的拉出值或高度或跨中接触线对受电弓的偏移值不符合规定，受电弓通过时接触线超出受电弓。 2定位器坡度小或坡度大，受电弓通过时打掉此定位后造成。 3接触线面严重不正，致使定位线夹歪斜或定位线夹安装歪斜被受电弓打掉造成定位脱落后剐弓。 4吊弦受力状态不良并且松驰到接触线下部造成剐弓。 5电连接器状态不良并且松驰到接触线下部造成剐弓，电连接器脱落造成剐弓。 6受电弓支架或弹簧安装、调整不当，使滑板中心线不在机车规定位置，运行中造成接触线脱弓。 7风力使接触线较大幅度摆动越出受电弓，或其他外界原因造成剐弓。 8被剐落定位支柱的后跨中接触线对机车受电弓的偏移值不符合规定，或在此跨距中有严重硬点，再附加其他外界条件使受电弓钻入接触网。-4.1.2 事故后果分析 一个跨距内吊弦被剐落后，不仅会引起接触网对机车或车辆放电烧坏接触线及行车设备，而且会由于接触线高度变化大、受力后摆动幅度大等原因引起后续列车再次发生较严重的弓网故障，更大范围地破坏接触网设备及机车受电弓，造成长时间的供电中断事故。同时，也造成被剐接触线严重变形。 4.1.3发现方法分析 1机车乘务员报告。 2牵引变电所跳闸后接触网工区巡视发现。 3其他人员发现并及时报告。 4.1.4事故预防措施及注意事项分析 1直线区段，按规定时间周期测量、调整悬挂点处接触线的高度和跨中接触线的最低高度、接触线坡度及之字值等，使之符合技术标准。 2曲线区段按周期测量、调整接触线拉出值及跨中接触线对受电弓的最大偏移值等，使之符合技术标准。 3提高接触网检测技术手段，定期对接触线高度、坡度、之字值，电连接器工作状态和接触情况，接触线局部磨耗及硬点情况，各种线夹安装及工作情况，绝缘子性能，支柱侧面限界等技术参数进行综合检测，发现问题，根据情况及时安排处理。侧线接触线正线接触线线岔 道岔处接触线相交位置示意图 4.2线岔处的剐弓事故 线岔的结构是用一根限制管将相交的接触线相互贴近。限制管的两端用定位线夹固定在下面工作支接础线上，并能让上面的接触线在其内活动。 线岔处发生剐弓，一般是因为线岔交叉点位置偏移或两接触线间距500mm处高度不符合要求及非工作支抬高不够引起的。线岔处发生剐弓后，对接触鲜设备损坏的程度和范围与区间发生剐弓事故一样，有种种不同情况。 另外，由于线岔一般是在站场两端或站场内，所以一旦发生线岔剐弓，很可能会造成软横跨接触悬挂的损坏，而且波及范围也大。 4.2.1事故原因分析 1线岔中两支接触线交叉点在岔心轨距比630mm小得多的地方，使接触线距受电弓偏移过大，电力机车过渡时接触线脱弓后造成剐弓。 2线岔中两支接触线交叉点在岔心轨距比800mm过大的地方，两支接触线交叉角小，且距受电弓中心偏移小，当机车通过时，将一根接触线抬高，而另一根接触线虽然已在受电弓抓托范围，但因抬高不够造成钻弓后剐弓。 3限制管安装位置不符合安装温度，造成温度变化时两接触交叉点超出岔心轨距630800mm的范围或严重偏离撤叉角平分线。 4固定限制管的零件螺栓松动脱落或损坏，造成限制管虚固定或脱落。 5受电弓抓托点处接触线的间距远远大于500mm，接触线脱弓或钻弓后，造成剐弓。 6安装调整时，在线岔的非工作支侧两接触线间距500mm处，非工作支比工作支抬高小于50mm。 7限制管前后，两根接触线上的双吊弦安装状态不良或脱落，造成两条工作支接触线在间距500mm处高度不符合要求，或非工作支侧两接触线间距500mm处非工作支抬高不够。 8线岔处电连接器状态不良，松弛或线夹歪斜引起剐弓。 9限制管内接触线卡滞，非工作支接触线不能自由伸缩，温度变化时将线岔交叉点拉偏。 4.2.2事故后果分析 1在受电弓抓托点附近发生剐弓，则会剐落或剐坏限制管，剐伤两支接触线或剐断一支接触线。若在此处接触线未断线受电弓继续向前运行，则可能剐坏区间多个跨距，或剐坏、剐断软横跨下部固定绳。 2在线岔的非工作支侧发生剐弓，可能拉掉或拉坏限制管。若受电弓继续向前运行，则可能剐坏区间多个跨距，或乱剐、剐断软横跨下部固定绳和接触悬挂。 在线岔所在的跨距内或邻近跨距内发生剐弓后，受电弓运行至线岔处将线岔剐坏。3在线岔所在的跨距内或邻近跨距内发生剐弓后，受电弓运行至线岔处将线岔剐坏。 4线岔处发生剐弓后，往往会连续造成几个跨距甚至许多个跨距被剐弓，这些跨距中的定位、吊弦被剐坏或剐落，甚至会造成腕臂、绝缘子、接触线损坏或支柱拉断。5线岔发生剐弓的情况与区间一样，一般会造成接触线断线或接触网对机车车辆、 大地短路放电烧断接触线及承力索。4.2.3发现方法分析 1机车乘务员报告。 2牵引变电所跳闸后接触网工区派人员巡视。 3车站工作人员或其他人员发现并及时报告。 4.2.4事故预防措施及注意事项分析 1按规定时间及周期检修线岔，使之符合技术要求。 2按规定时间及周期测量调整线岔所在跨距及附近跨距的接触悬挂、定位装置等，使之符合标准。 3岔区内或站场内严禁电力机车升双弓运行。 4处理线岔处的剐弓事故时，必须使线岔的状态符合技术标准，否则需要采取线岔处降弓通过技术措施，保证供电和行车安全。如果线岔剐弓造成站场软横跨的接触悬挂损坏范围较大，则可以先行恢复正线，其他侧线可采取封闭措施，但必须保证供电可靠及人身安全，且采取必要的防护及技术措施。1250mm400426 受电弓滑板构造图1滑板板条；2滑板12 4.3锚段关节处刮弓接触悬挂每经一定距离就设计在机械方面互相独立的分段，称为锚段。接触悬挂设置锚段的作用是缩小机械事故范围，便于安装张力自动补偿装置，使吊弦的偏移不超过规定，以及改善接触线受力情况等。 锚段互相衔接的部分称为锚段关节。通过锚段关节可以完成锚段之间的转换，要求在机车运行时。保证受电弓能够用从一个锚段之间平滑地过渡到另一个锚段。4.3.1事故原因分析1接触线的拉出值、或高度、或跨中接触线对机车受电弓的偏移值不符合规定，受电弓通过时接触线越出受电弓。2定位器坡度小或坡度大，受电弓通过时打掉此定位后造成剐弓。3接触线面严重不正，致使定位线夹歪斜或定位线夹安装歪斜被受电弓打掉造成定位脱落后剐弓。 4绝缘锚段关节内工作支与非工作支间距不符合规定，一端停电并接地后两组悬挂间短路放电烧坏部件造成剐弓，或者在转换柱处非工作支接触线抬高不够，受电弓打在分段绝缘子串后剐弓。受电弓打击分段绝缘子串，一是直接造成锚段关节处剐弓，二是虽未直接造成锚段关节处剐弓，但被损伤的受电弓继续运行，在其他处所造成弓网故障。5绝缘锚段关节中的中心柱两接触线等高处，两接触线水平距离虽保持在400500mm的技术要求范围内，但两接触线的相对拉出值不合适，致使一支接触线不在受电弓工作范围内，受电弓脱弓或钻弓后造成刮弓。6非绝缘锚段关节中的转换柱处，非工作支抬高不够造成剐弓。此种情况就是受电弓将工作支接触线抬高时，由于非工作支接触线抬高不够至使受电弓钻入到非工作支上部，从而引起起剐弓。7补偿坠砣落地或卡在限制架上，气温升高后补偿器不起作用，非工作支驰度变大，使受电弓通过时钻弓引起剐弓或分段绝缘子串及其他部件打弓后引起剐弓。4.3.2事故后果分析1锚段关节处发生剐弓事故，一般情况是不仅会造成锚段关联节内接触网设备及补偿装置的不同程度损坏，而且同时也会造成相邻两锚段接触网设备的不同程度损坏。2 锚段关节处发生剐弓严重损坏接触网设备，修复的技术复杂、工作量大、中断供电时间长，不仅是供电运营单位的灾难，而且会极其严重地影响运输。3严重损坏电力机车受电弓装置或其他部件。剐坏的接触网设备或零件对机车车辆或大地短路放电，造成机车车辆或其他运输设备的不同程度损坏。4.3.3发现方法分析 1机车乘务员报告。 2牵引变电所跳闸后接触网工区派员巡视后发现。 3其他人员发现并及时报告。4.3.4事故预防措施及注意事项分析1按规定周期标准检修锚段关节处的接触悬挂、电连接器及补偿装置。日常巡视注意观察各部技术状态，不符合技术要求者及时调整、处理。2电分段锚段关节中，两悬挂各带电部分间有效绝缘距离为400mm，转换柱处两接触间的水平距离和非工作支抬高为400500mm，中心柱处两支接触线等高，允许误差20mm.分段绝缘子串至锚支定位滑轮间的距离在最高温度情况下不小于800mm。 3补偿装置的a、b值符合安装曲线，滑轮有润滑油，机构灵活不卡滞，各部件受力良好。4电连接器装设位置正确、牢固、接触良好，电连接线无烧伤、断股，状态良好。 5各部零件安装正确、牢固，状态符合要求，定位能自由偏移无卡滞，锚支定位管卡子安装正确，其他部件安装正确、连接牢固。 .总 结在进行检测的基础上用数据对主导电回路的技术状态进行跟踪控制，并根据安排检修更换计划，及时对发现的问题进行处理纠正，才能达到保证正常运行目标的实现。运行中的接触网，在该段提高电力机车牵引定数使牵引电流增大时，应对主导电回路的导流能力进行复核，及时采取加强措施，在采取诸如加强线、并联线等分流措施时，也应对原接触网的导电回路进行复核，对关键部位如隔离开关、电联结器进行适当的加强。多年的运行经验证明，导流系统的电气联结是一个比较突出的薄弱环节。一旦开通运行就会受到腐蚀，由于数量很大，运行单位检修比较困难，应该在设计时就对主导电回路电气联结考虑加强措施，某区段在运行数年后检查发现大电流区段电气连接腐蚀严重，大面积发生来不及更换，采取了并联一线夹的措施效果比较好，通过吊线非正常电流转换现象消除了。加强的方法一是选择电气连接的方法，改为压结方式，由于压接工艺使接触比较紧密，排除了原螺栓紧固时水分、污秽使其产生腐蚀及接触不良产生电气烧伤的可能性，因而可以长年保持其导流截面。而是增加电气连接零件的接触面积，考虑在一个大修期内由于各种因素引起的阻抗增加情况下仍能使导流畅通。在具体计算和测试的基础上，分两个或更多的牵引电流等级测定阻抗的最低限标准，据以掌握。与此相对应，也可相对于不同的牵引电流等级设计采用相应的电气联结零件的接触面积，至于一个大修期可能减少