探析城市轨道交通供电系统中接触网技术特性和常见故障

摘要：在城市轨道交通牵引供电系统中，接触网是其关键部件之一。对于城市轨道交通接触网，由于其结构形式多样化的技术特性，在使用中经常会出现接触悬挂螺栓松动，接触线化学腐蚀、空间尺寸问题、弓网异常磨耗，刚柔过度设置、分段绝缘器问题、等主要设备问题。本文就目前我国城市轨道交通供电系统的接触网技术特点及常见的故障进行分析，并提出相应的解决办法，为今后的接触网故障处置选择、确保电机车的安全稳定运行提供依据。

关键词：城市轨道交通;供电系统;接触网;故障分析

引言：目前，城市轨道交通已经成为社会和经济发展的重要力量。地铁、轻轨、城市轨道交通、磁悬浮列车等轨道交通的安全性在各大城市都得到了极大的重视。在城市轨道交通上，电力供应是最重要的，而接触网则是整个城市轨道交通供电的核心架构。因此，接触网的可靠度直接关系到整个城市的运行状况。另外，在轨道交通运行的时候，由于接触网的特殊设置方式，使得接触网无备用。因此，如何有效地改善接触网的安全、可靠度，已成为各有关单位亟待解决的问题之一。

1 刚性和柔性的接触网技术性能对比

城市轨道交通供电系统的主要形式为架空式接触网、第三轨和跨座式的单轨接触，而架空接触网是在当前我国城市轨道交通的电力供应体系中，大部分城市都采用接触网形式。电力机车的运行由接触网提供电源，按悬挂方式可划分为柔性接触网和刚性接触网。柔性接触网通常采用棘轮补偿方式下锚或弹簧补偿器等。它的结构比较复杂，对接触线的抗拉强度有较高的要求，一旦发生断线，将会增大设备维护管理的整体难度，但柔性接触也有跨距长、前期投资少、布置均匀、弓网接触好等优点。刚性接触网不需要锚固，结构相对来说更简单，没有断线之忧，零件更少，对接触拉伸强度的要求更低，安装空间也相对更小，施工成本更低，抗断裂性能更好，维护成本更低，同时还能够有效保证城市交通轨道运行的可靠性和稳定性。

2 测量供电系统接触网的具体方式

2.1人工静态测量法。在供电系统接触网测量中，最常用的就是静态测量。这种方法是通过测量接触网上的悬挂点在静止状态下的导高、拉出值的大小，并将其与标准值进行比较，以确定其与标准值的差异性。静态测量方法有关的测量人员使用专门的测量仪器对接触网中接触线的导高、拉出值进行测量然后和设计的导高、拉出值标准值，进行对应比较，超出设计规定范围时需对接触网的导高、拉出值进行调整使其达到设计标准值。

2.2 网检车动态测量法。动态检测是指在运行过程中，对电力接触网的各种状况进行实时监控和采集。这种方法既要使用到网轨检测车，又要发挥其应有的作用，需要采用三角监控技术。动态测量的主要目标是测量受电弓与接触线面的摩擦力，确定其分布状况，并对其进行定量分析，进而使整个供电系统的运行更加稳定、可靠。

3 刚性接触网常见故障和维护措施

3.1 螺栓松动。刚性接触网采用在隧道壁上植入化学锚栓的方法，锚固后再用悬吊槽钢以及螺帽进行后续加固。通过对几种不同类型的城市轨道交通线路的故障分析，可以看出，在日常弓网接触运行中存在着强烈的振动、摇晃甚至撞击，在长时间的非正向力作用下，螺杆上的螺帽会发生松动和脱落问题。若螺栓松动，则会对接触网整体结构产生不良影响，从而导致弓网故障。在螺栓紧固时，应按照设计要求力矩对螺栓进行力矩紧固，并定期进行检查维护，涂螺母锁固胶、使用放松垫片、放松螺母等方式以防止螺栓、螺帽出现松动和脱落问题。

3.2 接触网和受电弓的磨损。以上提到的地铁列车弓网接触运行时会引起很大的震动和冲击，这种冲击的起伏不但会影响到螺栓、螺帽的松动，还会对弓网关系造成不良的影响。在长时间的运行中，由于弓网间的接触压力，将会对受电弓和接触网造成较大的磨损。为了有效地解决这一问题，需要在设计初期对城市轨道交通线路的拉出值进行分析，然后通过模拟得到的数据，制定最优的拉出值布置方案，同时，在实际的建设和使用中要加强对其的监测、调整和维护，以提高弓网间的接触质量。通过这种方法，可以有效地改善弓网间同一位置的严重磨损，减少弓网在日常使用中的损耗。

3.3 隧道漏水产生的化学腐蚀。目前，国内各大城市的轨道交通供电接触网运营维护机构大多采用物理隔离的方法。其主要方法是在刚性接触网上面设置一个防水防护罩，使其与外界的水流隔离开来，这样就可以防止水流对接触网造成的长期性的化学腐蚀。另外，也可以通过对隧道漏水的地方进行堵漏整改，防止接触导线的化学腐蚀。

4 柔性接触网常见故障和维护措施

4.1 空间尺寸。与刚性接触网相比，柔性接触网的构件十分复杂，构件众多。所以在进行柔性接触网施工时，所需的建筑面积净空高度也相对较大。在进行柔性接触网的安装时，应首先考虑到其安装空间是否充足。在进行工程建设之前，应先对工程实际情况进行调查，以此为依据进行仿真，并据此制定最优方案。然后，对相应的结构进行有效的优化处理，避免在接触网安装工程中出现因现场实际空间不足导致接触网线索架设受限，无法满足设计相关参数等重大问题。

4.2 刚柔过渡方式。在城市轨道交通供电系统中，通常采用刚性接触网和柔性接触网供电。但在现实中，由于刚性接触网与柔性接触点之间的构造比较复杂，在此位置易产生刚、柔、弹性渐变，从而大大增加供电系统发生故障的可能性。目前国内大部分城市轨道交通系统主要采用的是关节式刚柔过度和贯通式刚柔过度，而贯通式刚柔过度时使用特制的切槽式汇流排，这种使用切槽式汇流排将柔性接触网与刚性接触网连接贯通的方法不但施工简便，而且对城市轨道交通接触网运行的安全、可靠性也有一定的好处。

4.3 分段绝缘器。针对国内现有的城市轨道交通线路中的接触网分段绝缘器，其形状结构较复杂，对技术标准参数调整要求较高，如果其出现结构变形或参数不达标将会引起严重的弓网故障。另外，分段绝缘器因其重量相对较大。如果接触线高度和分段绝缘器的高度不在一个平面上，则会产生很大的驰度和硬点，受电弓通过时会对分段绝缘器造成很大的机械磨损，同时还会产生拉弧现象。因此，在分段绝缘器安装时应进行外观和结构零部件的检查，确保分段绝缘器的完整性，在日常的运行维护中要做好标准参数的监测调整绝缘棒的外观清洁检查，保证分段绝缘器在接触网系统中的可靠运行。

结语：综上所述，城市轨道交通产业的发展，对于整个社会的发展都有着举足轻重的影响。在我国的主要城市中，轨道交通是城市居民的主要交通工具，其运行的安全性与可靠性直接关系到人们的生命和财产的安全。作为城市轨道交通动力来源的供电接触网系统，其的可靠度直接影响到整个城市轨道交通的运营安全。针对这一问题，本文比较刚性接触网与柔性接触网的技术性能，并对它们相关的常见故障进行列举分析。同时，提出相应的改进和防范措施，以保证接触网的安全和可靠度，这将有利于轨道交通的发展，同时也可以有效促进轨道交通行业在社会的稳定发展。

参考文献

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