地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析

　　【摘要】本文对地铁刚性接触网进行分析，分别从BIM技术的应用、接触线、受电弓等方面，对地铁供电系统中刚性接触网故障的防范措施展开探讨，通过BIM技术的应用，可以有效提高地铁供电系统的稳定性和安全性，采用科学的方法，使地铁供电系统中刚性接触网故障的问题得以解决。但零件松动脱落故障、接触线故障等问题，依然会影响刚性接触网的正常运行。因此，还需加强对地铁供电系统中刚性接触网常见的故障和防范措施的研究，确保供电系统的运行稳定和安全，促进我国交通事业的不断发展和进步。
　　【关键词】地铁供电系统；刚性接触网；故障；防范措施
　　刚性接触网作为地铁供电系统中重要的组成部分，对地铁供电系统的稳定和安全有关键的作用。随着我国交通事业的不断发展，对地铁供电系统的安全和稳定提出了更高的要求。鉴于此，本文对地铁供电系统中刚性接触网的常见故障和防范措施进行研究，对提高供电系统的稳定性和安全性，促进我国交通事业的发展有理论性的意义。
　　一、地铁刚性接触网的概况
　　刚性接触网是地铁供电系统中的重要组成部分，主要由绝缘子、接触线、汇流排等部分组成。刚性接触网具有無须张力补偿、无外力张力、占用净空小、结构简单的优点。此外，刚性接触网除了具有运营可扩展性，还有以下优点：（1）平面布置方便。根据需要，刚性接触网可在特殊的地方设计成可移动的形式，如防淹门、隧道短人防门、车辆段检修库等。（2）受网关系更好。在地铁刚性接触网的设计过程中，对其自身的要求较高，误差要求也较小，使受电弓滑动时受到的波动较小，从而增加其自身的稳定性。（3）散热性好。地铁刚性接触网中的汇流排具备散热功能，在运行过程中可以提高散热效果，并且还具有可扩展性高的特点。
　　二、地铁刚性接触网使用中的故障危害分析
　　作为电力牵引的重要组成部分，刚性接触网使用中产生了良好的应用效果，为电力机车输送电能的安全可靠性提供了保障。由于地铁长期运行中对接触网有着很高的要求，而刚性接触网无备用，客观地加大了其故障发生率，影响着地铁的正常运行。当刚性接触网故障发生时，将会造成地铁停运现象的出现，可能会引发送电、检修等一系列问题，给地铁的安全运行带来了潜在威胁。各种研究资料及实践经验表明，及时的判断和查找地铁刚性接触网故障，是降低接触网故障发生率的重要举措。因此，需要对接触网故障判断与处置进行必要的分析。
　　三、地铁刚性接触网故障处理中的各种原则
　　（1）当接触网故障判断与查找工作完成后，需要对各种故障信息进行总结。此时，地铁刚性接触网检修人员应与其它相关部门进行积极的配合，确保故障信息搜集全面性，从而制定出针对性的故障处理措施，对接触网的安全状况进行综合评估，使得接触网故障判断与查找工作落实能够达到预期效果。
　　（2）充分考虑接触网故障发生后周围的环境要素，避免各种不良天气变化造成绝缘件闪络现象额的出现，降低接触网事故发生率。同时，由于接触网高度设置中可能会受到山石、鸟类的影响，给接触网的正常使用带来了潜在威胁，因此，接触网故障处理人员实际操作中应考虑各种影响因素，确保故障处理措施制定有效性。
　　（3）对不易判断的故障应进行全面性分析，确定故障点出现的大致范围，减少故障查找工作量。同时，应在故障测试装置的作用下对接触网平时不易发生的故障区域进行必要的操作，将故障查找范围控制在合理的范围内，对不易判断的接触网故障进行针对性处理。
　　四、地铁供电系统中刚性接触网的常见故障
　　（一）接触线故障
　　接触线是地铁供电系统中常见的故障之一，接触线故障主要有磨耗、拉弧烧损等。（1）地铁刚性接触线磨耗故障。列车高速行驶时，容易发生电气磨耗问题。通常情况下，电气磨耗出现在汇流排接头、特殊线路、锚段关节等位置。（2）地铁刚性接触线拉弧烧损主要是受电弓、接触线脱槽等位置不平滑，并且汇流排卡滞变形、刚性定位线夹设计不合理、跨距设计不合理等因素造成的。
　　（二）受电弓磨耗故障
　　受电弓磨耗故障主要是由于凹槽滑板部位接触线出现拉线、卡线现象造成的。受刚性汇流排布置和接触网悬挂的影响，刚性接触悬挂拉出值分布在某些与之接触较多的位置，其中接触线与受电弓接触概率较大，导致受电弓受力相对集中，增加了受电弓的磨耗。
　　（三）零件松动脱落故障
　　零件松动脱落故障主要是T型头螺栓松动和接头螺纹滑牙引起的。行车密度增加时，能量会叠加，使振动合成后需要将能力释放到悬挂系统中，对悬挂系统造成较大的影响，尤其是整个悬挂系统的中间接头位置，并且在冲击力和受电弓接触压力的作用下，会导致中间接头螺纹滑牙，此种情况致使接头位置形成硬点，带给受流质量不良的影响〔1〕。
　　五、地铁供电系统中刚性接触网故障的防范措施
　　（一）接触线、受电弓、零件松动防范措施
　　对接触线故障进行处理和防范时，应从接触网的源头进行，即进行接触网的设计时，需要根据各个线路情况进行设计，如列车车速等，严格按照车速进行支撑点跨距的设置，如表1所示。在列车减速区域设置绝缘锚段关节，从而降低汇流排接头的磨损。对受电弓磨耗故障进行处理和防范时，应严格的控制施工阶段和设计阶段的质量，通过科学计算与定位，使接触网可以达到国际的要求，以便实现曲线分部。
　　进行零件松动情况的处理和防范的过程当中，通常采用缩短检修周期的当时，从而及时发现松动现象，并及时排除和加固。由于地铁列车的行车密度较大，检修人员进的检修时间较少，在很大程度上增加了检修工作的强度和难度，也是造成接触网出现零件松动的主要原因。例如，针对T型头螺栓松动的现象，其中的槽钢垫片选用弹性垫圈，并且运用相应具备插销孔的螺栓对螺纹栓进行长久紧固处理，从而减少零件数量。而针对螺纹滑牙情况，则需要对中间接头进行更换处理。从连接技术与零件的材料方面入手，基于确保电气性能正常发挥基础上，运用高耐磨性与硬度的材料完成中间接头的制造，还可以对汇流排与中间接头的连接技术予以优化，从而使接头螺纹位置受力作用分散，减少螺纹损坏的次数，发挥防范效果。
　　（二）BIM技术的应用
　　在地铁供电系统施工管理阶段应用BIM技术，可以对施工方案进行分析和优化，从而实现对供电系统施工现场和施工关键部位的模拟和分析，并进行无轨测量等施工指导，提高地铁共性系统中刚性接触网的施工质量。通过BIM技术，可以更科学、直观地展示地铁工程的不同组织措施和运营方法，实现模拟紧急逃生、事故过程、评价运营安全，从而降低地铁供电系统中接触网发生故障的概率，优化地铁供电系统运行的模式，提高供电系统运行管理的质量和效果。
　　六、结束语
　　近年来，交通事业的发展为我国社会经济建设做出了巨大的贡献。作为交通事业中重要的组成部分，地铁行业的发展不仅直接关系着民生问题，而且对我国交通事业的发展也有重要的影响。因此，论文对地铁刚性接触网进行分析，并对地铁供电系统中刚性接触网常见的故障展开研究，进而提出地铁供电系统中刚性接触网故障的防范措施，为确保地铁供电系统运行的稳定和安全贡献绵薄之力。
　　【参考文献】
　　〔1〕杨家伟。地铁受电弓强度及疲劳可靠性研究〔D〕。西南交通大学，2017。
　　〔2〕李泉雄。刚性接触网接触线脱槽的分析与解决办法〔J〕。科技视界，2017（11）：217。