張存俊

摘要：本文主要介紹了目前電氣化鐵路接觸網(wǎng)的檢測方式，針對接觸網(wǎng)電氣灼傷產(chǎn)生的原因，提出了改進(jìn)目前接觸網(wǎng)的檢測手段。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；紅外線檢測；超聲波檢測

引言

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路重要的組成部分，由于接觸網(wǎng)常年遭受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕和高速運(yùn)行受電弓的沖擊和震動，其機(jī)械和電氣性能及狀態(tài)都在動態(tài)變化之中。因此如何對接觸網(wǎng)的電氣或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的檢測，就成為當(dāng)前電氣化的重要問題。在電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備的各類故障中，電氣燒傷故障因其事前難以發(fā)現(xiàn)而且危害性大，已越來越引起供電運(yùn)營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)設(shè)備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機(jī)械故障和電氣燒傷成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于接觸網(wǎng)長期運(yùn)行，牽引功率不斷增加的情況下，設(shè)備的電氣燒傷現(xiàn)象已越來越突出。因此，在預(yù)防和防止接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生電氣燒傷故障已成為供電運(yùn)營單位為確保供電安全的一個(gè)重要任務(wù)。

一、電氣化鐵路接觸網(wǎng)的概況

接觸網(wǎng)在電氣化鐵路的牽引供電設(shè)備中是最主要的組成部分，沿著鐵路線的軌道架設(shè)于上空特定的位置，屬于一條特殊的輸電線路。它由支持裝置、接觸懸掛、支柱與基礎(chǔ)和定位裝置等構(gòu)成。其任務(wù)是給下方快速運(yùn)行的電力機(jī)車的受電弓向沿線運(yùn)行過程中的電力機(jī)車傳輸電能。接觸網(wǎng)和普通電力線路傳輸電能不同，大量電力機(jī)車的快速滑移的受電弓從接觸網(wǎng)上取流.由于內(nèi)部因素（電弧的產(chǎn)生）及外部因素（天氣變化和大氣污染）的影響，使接觸網(wǎng)比普通的電力線路更容易發(fā)生故障。接觸網(wǎng)與電力機(jī)車在時(shí)間和空間上的緊密關(guān)系，所以接觸網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障狀況，就會使與之對應(yīng)供電臂停電，導(dǎo)致在期間運(yùn)行過程中的電力機(jī)車因?yàn)槭恿Χ＿\(yùn)。因此，接觸網(wǎng)的狀態(tài)對于鐵路運(yùn)輸?shù)哪芰τ兄鴺O其重大的影響。

二、電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障分析

接觸線材料的選擇。高速鐵路接觸所用的導(dǎo)線材質(zhì)和品種是很多的，從經(jīng)常使用的材料來看主要有四種：銅合金接觸導(dǎo)線、純銅接觸導(dǎo)線、鋁合金接觸導(dǎo)線。接觸線是接觸網(wǎng)直接與列車受電弓進(jìn)行接觸和傳遞電力電能的材料，它對電力機(jī)車受電弓系統(tǒng)的受流狀態(tài)和性能的優(yōu)劣產(chǎn)生巨大的影響，起著重要的作用，接觸材料的選擇直接影響接觸網(wǎng)接觸線的抗拉力性能、抗疲勞性能等。在電氣化鐵路運(yùn)行中，由于受電弓的取流比較大，所以當(dāng)受電弓和接觸線脫離了接觸后發(fā)生離線現(xiàn)象，會加大滑板與導(dǎo)線的電能磨耗。在受電弓的影響作用之下，接觸網(wǎng)為較小阻力的彈性系統(tǒng)，處于良好的受流狀態(tài)下時(shí)，受電弓運(yùn)行的軌跡影響著接觸線的彈性。

（一）電氣聯(lián)結(jié)方面的故障

電氣聯(lián)結(jié)故障主要是因?yàn)檫\(yùn)輸過程中出現(xiàn)超負(fù)荷的現(xiàn)象，這里兩種方法能夠解決當(dāng)前情況。首先是加大電氣化鐵路接觸的負(fù)載量，讓接觸網(wǎng)的負(fù)載量能夠滿足當(dāng)前的運(yùn)輸需要。另外一點(diǎn)就是增設(shè)電氣鐵路，可以分擔(dān)運(yùn)輸任務(wù)和壓力，這樣就能在很大程度上降低電氣聯(lián)結(jié)方面的故障。

（二） 絕緣方面的故障

接觸網(wǎng)是一種特殊的高壓電設(shè)備，所以絕緣是其中最基本也是最重要的技術(shù)指標(biāo)，接觸網(wǎng)懸掛的高度跟列車很近，很容易被環(huán)境污染，在外界的影響下，絕緣部件的性能是考驗(yàn)接觸網(wǎng)是否正常供電的關(guān)鍵因素。在絕緣方面，無論是絕緣的材質(zhì)還是絕緣體跟空氣之間的間隙都會引起絕緣故障，一般表現(xiàn)為接觸網(wǎng)帶電部分會對接地體放電，絕緣體部件被擊穿，形成接觸網(wǎng)短路接地。絕緣方面出現(xiàn)故障主要是因?yàn)榍鍜叩臄?shù)量大，周圍的環(huán)境污染過于嚴(yán)重，讓絕緣子表面覆蓋了很多的導(dǎo)電物體而導(dǎo)致被擊穿，也可能是因?yàn)榍鍜吖ぷ髯龅轿?，但是周圍存在化工污染，這樣的環(huán)境也容易讓絕緣子閃絡(luò)，另外在電氣列車經(jīng)過的過程中，接觸網(wǎng)與電氣列車長期處于摩擦的狀態(tài)，絕緣子的表面會產(chǎn)生一層碳粉，碳粉會讓絕緣子成為導(dǎo)體，從而產(chǎn)生擊穿故障。在鐵路旁邊會有建筑物或者自然植物，而這些外界物體都會因?yàn)樽匀粸?zāi)害而改變存在的狀態(tài)，所以當(dāng)接觸網(wǎng)跟外界物體的距離變得更近的時(shí)候，接觸網(wǎng)就會被動的發(fā)生漏電故障，同時(shí)鳥巢也是引起絕緣故障的原因之一。

三、將接觸網(wǎng)的“周期修”改為“狀態(tài)修”

當(dāng)前，我國的電氣化鐵路接觸網(wǎng)是根據(jù)其運(yùn)行檢修的規(guī)程中規(guī)定的內(nèi)容、周期和項(xiàng)目來進(jìn)行測量、維修和檢查的?！爸芷谛蕖钡姆绞骄哂幸欢ǔ潭鹊拿つ啃?，其規(guī)定無論電氣化鐵路的接觸網(wǎng)有無故障，只要是檢修周期制定的時(shí)間到來，處于良好狀態(tài)下的接觸網(wǎng)也要維修，而不到檢修周期制定的時(shí)間里，處于不良狀態(tài)下的接觸網(wǎng)往往無法得到及時(shí)的修理。相關(guān)單位應(yīng)對接觸網(wǎng)的技術(shù)狀態(tài)采取針對性的“狀態(tài)修”方式，對有故障的區(qū)域進(jìn)行維護(hù)與檢修，充分的利用規(guī)定檢修的時(shí)間。大力提高設(shè)備的檢修質(zhì)量，保障供電設(shè)備的安全性和可靠性。如，由西南交大和寶雞、成都等鐵路局聯(lián)合研制出接觸網(wǎng)的檢測車，可附于列車上，也可單獨(dú)行駛.檢測車上的檢測裝備可以在列車快速運(yùn)行的過程中，自動檢測接觸網(wǎng)技術(shù)狀態(tài)和各個(gè)參數(shù)，并通過錄像的系統(tǒng)和缺陷數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，把檢測過程中所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的記錄下來。這些數(shù)據(jù)是接觸網(wǎng)的維修中最為可靠的依據(jù)。

四、對弓網(wǎng)故障的應(yīng)對措施

加強(qiáng)對接觸網(wǎng)的參數(shù)監(jiān)測工作，嚴(yán)格的按照正常運(yùn)行的指標(biāo)，定期對接觸網(wǎng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，掌握設(shè)備的整體狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修正和更換。還要加強(qiáng)接觸網(wǎng)中各個(gè)部位的螺栓，防松墊片以及螺母等的檢查，在設(shè)備剛開始投入使用的時(shí)候就要對各個(gè)部位的螺栓和螺母進(jìn)行加固，在運(yùn)行過程中也要定期檢查是否有松動的情況。另外在條件允許的情況下，要多使用防松墊片。在設(shè)備的安裝過程中要主動的考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和溫度條件，還要做好預(yù)防自然災(zāi)害的保護(hù)準(zhǔn)備。值得一提的是有些不能適應(yīng)列車運(yùn)行條件的接觸網(wǎng)部件和處所需要改造，比如說高速動車組運(yùn)行的分段，分相和抬高受限處所，容易脫落的部件就需要及時(shí)更換。

（一）紅外線測溫

在檢測牽引供電中遇到的問題紅外線測溫技術(shù)針對電氣連接部位過熱的檢測能起到一定的作用。但檢測接觸網(wǎng)電氣連接部位的時(shí)候，需點(diǎn)對點(diǎn)進(jìn)行檢測，這樣非常消耗時(shí)間，而且有時(shí)根據(jù)天氣溫度的變化檢測結(jié)果容易出現(xiàn)誤差。紅外線測溫儀只有當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障發(fā)熱時(shí)才能檢測出來，對一些部位松動早期也就是溫度發(fā)生前是無法檢測的，所以還要配合其他高科技檢測產(chǎn)品來完成，比如超聲波檢測儀就可以在連接部位發(fā)生松動的初期但這時(shí)候還沒有溫度產(chǎn)生，就能檢測到因松動發(fā)出來的超聲波。

（二）超聲波檢測

超聲波是聲波大家族中的一員，聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動，譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動頻率大于40567以上的，其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（4000067），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。好的檢測手段和設(shè)備能起到故障早期預(yù)防和發(fā)生，針對牽引供電故障分析，可以采取以下措施來提高其供電可靠度。采用超聲波檢測儀器，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性，認(rèn)真做好日常運(yùn)行維護(hù)工作，提高設(shè)備健康水平，運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視維護(hù)質(zhì)量?？梢约皶r(shí)發(fā)現(xiàn)或消除設(shè)備隱患，提高供電可靠性，全方位配合開展設(shè)備狀態(tài)檢修。紅外線測溫儀只能在設(shè)備故障過熱的情況下探測到，而超聲波在介質(zhì)中產(chǎn)生的信號的強(qiáng)弱就可以反映出絕緣是否損壞和松動，起到了提前預(yù)防、提前發(fā)現(xiàn)，將設(shè)備缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。有計(jì)劃地對接觸網(wǎng)上的各個(gè)連接部位及線夾進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用超聲波檢測儀及時(shí)發(fā)現(xiàn)線夾松動和絕緣損壞的早期放電現(xiàn)象，起到預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。

結(jié)束語

電氣化鐵道中，接觸網(wǎng)線路是在力與電的雙重作用下工作的，機(jī)械故障和電氣燒傷故障構(gòu)成了接觸網(wǎng)故障的主體。由于各種原因，接觸網(wǎng)容易出現(xiàn)吊弦、電聯(lián)結(jié)、接觸線、承力索等電氣燒傷。因燒傷后不易發(fā)現(xiàn)燒傷部位長期通電運(yùn)行，最終導(dǎo)致燒傷部分超限，從而引起接觸網(wǎng)斷線等事故發(fā)生。因此，建立檢查與檢修相互制約機(jī)制，落實(shí)狀態(tài)修中的檢查要求，通過檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，及時(shí)檢修處理，在檢查中配合使用超聲波檢測儀對錨段關(guān)節(jié)、電連接器等有關(guān)部位，利用超聲波高頻短波的特性，監(jiān)測電氣聯(lián)接的性能和狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，將設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài)。

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