接触网常见故障分析诊断

接触网常见故障分析诊断接触网常见故障分析诊断接触网常见故障分析诊断资料仅供参考文件编号：2022年4月接触网常见故障分析诊断版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：接触网常见故障分析摘要电气化铁道有着运营成本低，能合理、综合利用能源等优点。由于动车组结构、速度、动力特性需要，全部为电力驱动。在铁路电气化区段牵引供电系统已和信号系统、工务系统一同成为不可或缺的重要组成部分。尤其是动车组自身不带发电设备，车内各种工作和生活用电均直接从接触网上取电．一旦发生断电将会直接影响列车和旅客的工作生活。因此如何确保牵引供电设备的正常运行已成为牵引供电专业急需解决的问题。接触网是牵引供电系统中的重要组成部分，由于其设置的特殊性(机、电合一，露天设置，动态工作，没有备用)，所以一旦发生故障将会直接影响牵引供电系统的正常运行，严重时还会中断电气化铁路的行车功能。因此分析和研究其常见故障，制定切实可行的防范措施尤显重要。通过对电气化铁路及新增二线电气化铁路改造中出现的接触网弓网故障进行分析，从弓网关系入手，分析造成接触网事故产生的各种因素，并提出预防和减少接触网事故的措施。关键词：接触网，接触悬挂，补偿装置，弓网故障一、接触网线索断线接续 3㈠准备工作： 3㈡人员分工： 3㈢作业： 3⒈接触线断线后，断头处损伤长度短，仅需做一个接头情况的操作过程。 3⒉接触线断线后，断头处损伤较长，需做两个接线头情况的操作程序。 3㈣注意事项： 4二、间结构尺寸方面故障 5㈠故障现象 5㈡原因分析 5㈢采取措施 5三、电气联结方面故障 6㈠电气烧伤故障原因分析： 7四、绝缘方面故障 8㈠故障现象 9㈡原因分析 9㈢采取措施 9五、中心锚结故障分析及检调 9㈠中心锚结的作用和安设 101.中心锚结的作用 102.中心锚结的安设 10㈡中心锚结的结构和要求 101.半补偿中心锚结 102.区间全补偿中心锚结 113.站场全补偿中心锚结 114.简单悬挂中心锚结 12绪论接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路，是电气化铁道中的主要供电装置之一，其功用是通过它与受电弓的直接接触，而将电能传送给电力机车。随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等，使接触网的结构逐渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。接触网是一种露天设置，没有备用的户外供电装置，经常受冰、霜、风等恶劣气象条件的影响，一旦损坏将中断行车，给铁路运输带来巨大损失。因此，一个好的接触网应满足以下基本要求：1.接触网悬挂应弹性均匀、即悬挂点间的导线在受电弓抬升力的作用下，接触线的升高应尽量相等，且接触线在悬挂点间应无硬点存在。以保证受电弓的正常取流。2.接触线对轨面的高度应尽量相等，若受悬挂条件限制时，接触线高度变化应避免出现陡坡。3.接触网在受电弓压力及风力等作用下应有良好的稳定性，即电力机车运行取流时，接触线不发生剧烈的上、下振动。在风力作用下不发生过大的横向摆动。4.接触网的结构及零件应力求轻巧简单，做到标准化，以便检修和互换，缩短施工与运营维护时间。5.接触网应具有一定的抗腐蚀能力和耐磨性，以延长使用寿命。6.接触网的建设应注意节约有色金属及其它贵重材料，以降低造价。一、接触网线索断线接续为贯彻“先通后复，先通一线”的抢修原则。当发生事故抢修时，首先优先考虑使用降弓通过(但要保证线索与地面高度高度不小于5330mm)、越区供电等快速恢复临时供电、行车等手段，尽量减少事故停电时间，然后等电调再次给点时再进行恢复性抢修。㈠准备工作：⒈若为夜间进行事故抢修，则首先布置作业地点的照明事宜。⒉预制吊弦和铁线套子并与蛙式紧线器相连。⒊将手扳葫芦的钢丝索拉出一定的长度。⒋检查工具、材料的状态良好。⒌地面检查接触网设备损坏范围、程度。㈡人员分工：⒈座台要令：1人。⒉验电接地：4人（安全等级为三级的人员兼行车防护）⒊操作：2人。⒋辅助：当用作业车作业时，辅助3～4人；当用梯车作业时，推梯车4人，辅助1～2人。⒌工作领导人：1人。⒍安全监护人：1人。㈢作业：⒈接触线断线后，断头处损伤长度短，仅需做一个接头情况的操作过程。（1）电力调度员下达准许作业命令后验电接地并设好行车防护即开工。（2）派人员到相应锚段关节处，检查补偿装置的动作情况，根据作业要求将补偿绳重新入滑轮并调整补偿装置。若坠砣落地，则将其扶起后用4mm铁线将其临时绑在锚柱上，并根据情况适当取下几块坠砣。同时还应派人检查相应锚段的中心锚结是否受损。（3）用手扳葫芦将两接触线断头连起并紧线，把接触线接头做好。（4）安装接头线夹上的吊弦，调整好接触线高度并做好吊弦8字形回头。（5）调整锚段关节处的补偿装置，使其a、b值及其他状态要符合技术要求。（6）检查因接触线断线波及的其他跨距中的定位装置等。调整有关零件，使拉出值、接触线高度符合技术标准。调整或更换不符合要求的吊弦。（7）清理作业现场，无其他问题则结束作业。（8）如在事故现场停有列车，抢修作业车、绝缘梯车无法进入作业现场时，先将事故两边接触网从定位装置上倒下，在地面进行接头。接好后用人工将接触网拉上腕臂进行固定。因时间原因此方案最好不对接触网进行调整，只要达到一定高度后，用降弓通过的方式。⒉接触线断线后，断头处损伤较长，需做两个接线头情况的操作程序。（1）电调下达准许作业命令后，验电接地并设好行车防护即开工。（2）派人员到相应的锚段关节处，检查补偿装置的动作情况，根据作业要求将补偿绳重新入滑轮并调整补装置。若坠砣落地，则将其扶起后用Φ镀锌铁线将其临时绑在锚柱上，并根据情况适当取下几块坠砣。同时还应派人检查相应锚段的中心锚节是否受损。（3）处理接触线两断头①将烧伤的断头部分在合适的位置用断线钳切掉。②将断头部分损伤严重不符合技术要求的，在合适的位置用断线钳切掉。两断头切掉部分之和要具有一定的长度。（4）预制新接触线作为断头连接线根据两断头切掉部分长度之和，用断线钳预制新接触线（长度与两断头被切掉部分之和基本相等）作为连接线。（5）做接触线两接头①使用TL06-85型接头线夹时，用锉刀将接触线两断头、新接触线和两节附加的两断头分别打磨平。②在地面或作业车（梯车）上，直接做接触线一端头与旧线一端头的第一个接头。③在新接触线另一端及旧接触线另一断头合适位置，安装蛙式紧线器，并在蛙式紧线器前方各上紧两个吊弦线夹，以防紧线器滑动。④用手扳葫芦的钢丝索与蛙式紧线器的套子相连，开始紧线。在整个紧线过程中，注意观察第一接头的受力情况并适时紧固线夹螺母，确认其状态良好逐步紧线。⑤当接触线紧到两断头能做接头的程度后停止紧线。⑥做新接触线与旧接触线的第二个接头。⑦稍松一下手扳葫芦，使第二个接头受力并紧固螺母。确认状态良好并安全可靠后，撤除紧线工具。⑧撤除紧线工具后，再次紧固两接头线夹的螺母并检查接头状态。（6）安装接头线夹的吊弦，调整好接触线高度并做好8字型回头。（7）检查因接触线断线被波及的其他跨距中的定位装置等。调整有并零件，使拉出值、导线高度符合技术标准。调整或更换不符合规定的吊弦。（8）如在事故现场停有列车，抢修作业车、绝缘梯车无法进入作业现场时，先将事故两边接触网从定位装置上倒下，在地面进行接头。接好后用人工将接触网拉上腕臂进行固定。因时间原因此方案最好不对接触网进行调整，只要达到一定高度后，用降弓通过的方式。（9）清理作业现场。无其他问题则结束作业。㈣注意事项：⒈做接头时，必须检查并确认线索状态良好且符合技术标准后方准使用。⒉做好的接头必须符合要求。⒊各部螺栓必须紧固牢靠，螺栓、螺母不得有脱扣及脱扣隐患。⒋在紧线及做接头的整个过程中，作业人员的安全带必须挂在作业平台的框架上（但不得挂在车梯框架上）。⒌在作业过程中要注意信息反馈。如抢修进度、抢修中遇意外情况等。㈤抢修作业结束后，确认符合供电行车条件后方准申请送电。申请送电时，要向电调说明列车运行注意事项。送电后需观察1～2趟车，确认运行正常后抢修组方准撤离事故现场。㈥抢修事故作业完毕后，抢修工作领导人要组织专人写实事故及其修复的情况，收集故障断线的废弃线头、零部件等，与写实情况一并交回供电段有关部门，以利事故分析。二、间结构尺寸方面故障接触网是一种特殊的供电设备，所谓特殊即其不仅要保障质量良好地向电力机车提供电流，而且还要保证接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上，保证受电弓能质量良好地、平滑地从接触线上取流。由于机车受电弓宽度有限，且机车运行速度愈来愈快。因此接触网的技术参数一旦发生变化或接触悬挂上零件一旦脱落，就会对电力机车或电动车的运行造成障碍，严重时还会造成弓网故障。㈠故障现象⒈接触网参数变化。⒉接触网线索、零部件脱落。⒊接触网零部件变形，脱落。㈡原因分析⒈接触网部件变形或零部件脱落：由于接触网部件结构问题、长期运用过程中的振动疲劳或施工原因造成带病投入使用，都有可能造成接触网部件变形或零部件脱落。随着车速的提高，接触网部件成为接触网弹性的薄弱环节，即所谓的硬点。由于该处弓网压力加大，其各部螺栓更容易振动脱落引起弓网故障。⒉接触网结构不合理：由于施工或设计原因，接触网个别处所在结构上存在问题，当温度变化时由于接触悬挂的热胀冷缩致使相应的线索驰度发生变化(如悬挂间电连接线、中锚辅助绳、开关引线等)。当线索驰度过大时在动态情况下也易形成弓网故障。⒊接触网零部件本体和安装形式不合理：由于接触网个别零部件本体或安装形式不合理，在外界自然环境的影响下发生脱落变形，造成设备或弓网故障。如目前在接触悬挂上安装的各种标示牌，由于其面积较大，且用简易铁线固定，极易在风力作用下脱落，当位于受电弓范围内时即形成弓网故障⒋产品质量问题：由于接触网产品质量不合格，使零件在长期动态工作过程中疲劳损坏，或在外界力量的冲击下发生变形，进而使接触网参数或结构发生变化，形成弓网故障。⒌自然灾害：由于接触网漏天设置，受自然环境影响较大(如雨、雪风等恶劣天气条件下造成的塌方造成的支柱倾斜，接触网参数变形等)；同时由于设置位置限制还会由于外界动力机械的撞击造成接触网支柱及接触悬挂参数的变化等。㈢采取措施⒈加强对接触网参数的监测：严格按照测量、巡视周期对接触网进行监测，掌握设备技术状态，发现问题及时处理。接触网参数测量主要对影响弓网取流的接触网参数进行测量：如线岔、锚段关节、分段、分相、中心锚结、接触线参数等。对测量后参数要进行综合分析，以发现和解决缺陷。⒉加强对接触网各部螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的平推、检查：在设备投人时要对各部螺栓进行平推紧固，在此基础上通过抽查逐步摸索螺栓动态松动周期，及时进行紧固，确保各部参数处于标准范围。同时在有条件的情况下尽可能多地使用防松螺母及垫片⒊对不能适应列车运行条件的接触网部件和处所进行改造：如高速动车组运行区段的分段、分相和抬高受限处所。对容易脱落打弓的部件如“邻线有电牌”进行更换。⒋严格按照温度曲线安装、调整设备：保证设备不致因温度变化而产生卡滞、过紧、过松而使接触网参数发生变化。⒌加强设备抵抗自然灾害的能力：如给支柱修建护坡和设立防护桩等。三、电气联结方面故障接触网既然是机、电合一的特殊供电设备，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生，则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障。㈠电气烧伤故障原因分析：⒈在电气化设计中，虽对线路牵引运能的增加裕量有所考虑，但随着铁路运输发展，现在牵引运能的增加已超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，就发生了电气烧伤。⒉接触网主导电回路由馈电线、隔开、隔开引线、承力索、接触线、电联接器、吸变、吸变引线等组成。各部分间由各种线夹进行连接，使这一回路沿铁路延伸，满足向电力机车供电的需要。主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而烧伤接触网设备。⒊电气联接部分因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导电回路的截面（或当量截面积）不足，电气连接阻抗加大，从而导流不畅，烧伤接触网设备。如：将承力索纳入了电联接器电气导流的一部分；电联接线夹大小槽装反；线夹内有杂物；设备线夹间非面面接触等等。⒋站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时，由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。⒌设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而由于某些条件的巧合通过了全部或部分牵引电流。由于这些地方没有保证牵引电流（或其分流）通过的必要的电气连接，所以烧伤了接触网设备。⒍立体交叉的线索、线索与支持装置间，由于线路阻抗的不同而形成电压差，在风力、温度变化、振动等因素的作用下，它们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。⒎两端属同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差，当电力机车通过受电弓短接两供电臂瞬间，在短接点处产生电弧，造成设备的烧伤。⒏然而在施工时未严格执行有关标准，导致电联接器的结线不正确、线夹安装不标准。现行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标，使得供电部门在具体检修时“无章可循”。对电气联接缺乏行之有效的检测方法和手段，在具体检修中多是做些外观上的检查。工区存在“涂油”的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。如：为防止电联接散股扣分，在电联表面抹涂上一层厚厚的黄油。对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。⑴电气连接线夹发热。原因是电联结线夹未按规定安装或在运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷，使电联结处接触电阻增加进而发热量增加，使线夹发热而烧伤线索，严重情况下烧断线索。⑵线索自电气接续部分断股或断开。原因是站场股道电联结设置位置或数量不合理，使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差，接触悬挂在软横跨上产生环流，从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电伤现象。⑶设备线夹、接头线夹、吸上线与轭流圈(或钢轨)连接处烧伤。软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤。原因是不同悬挂问非稳定性接触也会造成线索问放电：当2不同悬挂立体交叉时．如果2支悬挂均为载流悬挂．当其中1支有大负荷电流时，根据潮流计算可知，在2悬挂问会形成电位差，此时如果2悬挂(包括线索问和一线索距另一悬挂的带电部分)问存在非稳定性接触，则在2悬挂问就会产生过渡电弧进而烧伤线索。此种情况一般发生在站场交叉承力索问和非支接触线与工支定位管问。⑷通过以上故障原因分析接触网既然是机、电合一的特殊供电设备，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生，则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障四、绝缘方面故障接触网作为特殊的高压供电设备，绝缘是其重要的技术指标之一。与地方供电线不同，接触网悬挂高度较低且距离机车较近，容易被环境和混合牵引的机车污染，因此其绝缘难度很大。按照绝缘介质，接触网的绝缘主要分为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘，其两方面有一方发生放电都会影响接触网的正常运行。由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因，绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广，对运输影响也较大，需要认真对待㈠故障现象⒈绝缘子闪烙放电乃至击穿。⒉接触网带电部分对接地体放电。⒊分段、分相等绝缘部件放电击穿。⒋因外界物体变化造成接触网对地放电。㈡原因分析⒈绝缘子脏污：主要表现为清扫周期过长，周围环境污染严重，使绝缘子表面覆盖了较多的导电介质而放电击穿。⒉绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境：主要表现为绝缘子虽然按照周期甚至缩短周期进行了清扫，但由于周围污染介质的特殊性如化工污染等．使绝缘子在不太脏污的情况下也发生了放电击穿故障。⒊分段、分相绝缘棒由于与炭材质的受电弓频繁摩擦接触，使其接触表面覆盖了一层碳粉，由于受天窗点的限制而不能及时清扫，使电弧沿其表面发生击穿故障。⒋接触网带电部分由于受温度变化使其空间几何位置发生变化，当对接地体的距离变小并小于安全距离时即发生对地放电故障。⒌铁路旁边的建筑物、树木等由于受自然灾害影响而使其状态发生变化，当其对接触网(含供电线)的距离小于安全距离时，接触网也被动发生放电跳闸故障。另外融冰、鸟类打窝用的导电体以及动物本体也会在特定情况下引发短路放电故障。㈢采取措施⒈加强绝缘的清扫工作，对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期。⒉对环境恶劣区段更换为抗污性能强的硅橡胶绝缘子。⒊对分段、分相等特殊区段绝缘体逐步推广带电清扫模式。⒋对接触网线索的调整要考虑其温度变化的影响，保证在温度变化时带电部分距接地体保持足够的安全距离。⒌对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理，保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能保证足够的安全距离。⒍加强对上跨建筑物上积雪的清扫工作和钢柱、横梁上鸟巢的清理工作，防患于未然五、中心锚结故障分析及检调中心锚结是指在锚段中部，接触线对于承力索、承力索对于锚柱（或固定绳）进行锚固的方式，称为中心锚结。即是要求在两端装有补偿装置的锚段里，必须加设中心锚结。㈠中心锚结的作用和安设1.中心锚结的作用接触网锚段安装中心锚结后，线索在中心锚结处相当于死固定方式，因此当温度变化时，锚段内线索的热胀冷缩便发生在中心锚结与两端的补偿器间，有效缩短了线索的伸缩范围。中心锚结具有以下作用：⑴锚段线索张力比较均匀，保证接触悬挂处于良好工作状态。⑵设立中心锚结后可以缩小事故范围，即当一侧发生断线事故时不至影响中心锚结另一侧悬挂线路，有利于抢修事故和缩短事故抢修时间。⑶可防止线索在外力作用下向一侧串动，如风力、受电弓摩擦力、因坡道和自身重力引起的串动力。2.中心锚结的安设中心锚结布置的原则是：使中心锚结两边线索的张力尽量相等。直线区段一般设在锚段中间处；曲线区段一般设在靠曲线多、半径小的一侧。在两端装设补偿器的接触网锚段中，必须加设中心锚结。每个锚段中心锚结安设位置应根据线路情况和线索的张力增量计算确定。一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相等，并尽可能靠近锚段中部。当锚段全部在直线区段或整个锚段布置在曲线半径相同的曲线区段时，该锚段中心锚结应安设在锚段的中间位置。当锚段布置在既有直线又有曲线且曲线半径不等时，该锚段的中心锚结应设在曲线多、曲线半径小的一侧。在特殊情况下，锚段长度较短时（一般定为锚段长度800m以下），可不设中心锚结，视为半个锚段，可将锚段一端硬锚，另一端线索安装补偿器，此时的硬锚就相当于中心锚结。㈡中心锚结的结构和要求中心锚结的安装形式有多种，对于不同的悬挂形式，中心锚结的结构形式也不同。一般分为半补偿中心锚结、区间全补偿中心锚结、站场全补偿中心锚结和简单悬挂中心锚结。1.半补偿中心锚结半补偿中心锚结辅助绳采用GJ一50镀锌钢绞线（19股）制成，辅助绳中间用中心锚结线夹与接触线固定，辅助绳两端分别用正反两个钢线卡子紧固在承力索上。当一侧接触线断线后，另一侧接触线在中心锚结辅助绳的拉力下，不发生松动现象，起到了缩小事故范围的作用。如图2—9—1所示。图2-9-1半补偿图2-9-1半补偿中心锚结结构示意图1—接触线；2—中心锚结线夹；3—承力索；4—中心锚结辅助绳；5—钢线卡子；6—绑扎段2.区间全补偿中心锚结区间全补偿中心锚结的应用，是因为全补偿链形悬挂时，接触线、承力索均设有补偿器，因此，都应设置中心锚结。在全补偿悬挂时，接触线中心锚结结构与半补偿相同。承力索中心锚结辅助绳