秦龍

摘要：近年來，隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，我國已經(jīng)成為了名副其實的交通大國。黨的十九大報告首次提出了交通強國，更為我國交通事業(yè)的未來描繪了新的宏偉藍圖。鐵路重載和高速技術(shù)的大范圍應(yīng)用，更加速了鐵路電氣化的進程，從而對鐵路接觸網(wǎng)運行提出了更高的要求。電氣化鐵路運營中接觸網(wǎng)是至關(guān)重要的系統(tǒng)構(gòu)成，它與機車弓網(wǎng)密切相關(guān)，是整個鐵路供電網(wǎng)安全運行的一個重要因素。本文就弓網(wǎng)故障產(chǎn)生的原因及接觸網(wǎng)處于摩擦、振動、電熱等物理變化影響產(chǎn)生的危害，提出接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障的防控對策和措施。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng);弓網(wǎng)故障;防控;措施

中圖分類號：U226.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

隨著我國經(jīng)濟的快速崛起，以及交通強國偉大戰(zhàn)略的實施，鐵路建設(shè)已進入一個全新的發(fā)展階段，特別是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以不斷刷新的“中國速度”驚艷世界。國能新朔鐵路于2019年12月由國家能源投資集團重新整合成立，是中國神華能源股份有限公司的全資子公司。新朔鐵路包括大準、準池、新準三條電氣化鐵路，是神華集團企業(yè)內(nèi)部神東礦區(qū)煤炭集運通道，其主要任務(wù)是運輸神東礦區(qū)煤炭，并擔(dān)負著伊盟地區(qū)部分非煤物資和非神華企業(yè)煤炭轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)。接觸網(wǎng)是鐵路供電系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的運維質(zhì)量與所處狀態(tài)將對鐵路運輸能力產(chǎn)生直接的影響。本文從鐵路供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)工程施工、維護檢修與線路基礎(chǔ)及受電弓原理、構(gòu)造等方面，深入分析與探討接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障產(chǎn)生的原因，提出通過及時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，加強施工管理，協(xié)調(diào)配合與監(jiān)控外委施工等有效應(yīng)對措施，以避免或減少弓網(wǎng)故障的發(fā)生，有效提升牽引供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性[1]。針對電氣化鐵路運行中的斷線案例進行重點分析探討，分析其產(chǎn)生的原因，并結(jié)合實際提出防控對策。

1 發(fā)生弓網(wǎng)故障的危害

機車供電接觸網(wǎng)是一種特殊的電源裝置。它由支柱與基礎(chǔ)、支持、定位、觸線懸掛等部件構(gòu)成。在我公司實施對供電系統(tǒng)技改完善期間，新開通的接觸網(wǎng)由于種種原因曾多次發(fā)生過各種故障，直接影響到鐵路的安全運營，其中，發(fā)生頻次最多的就是接觸網(wǎng)斷線故障。在供電系統(tǒng)設(shè)備檢修中，最具破壞性、影響范圍最大、停車時間最長、最難恢復(fù)處理的就是弓網(wǎng)故障。弓網(wǎng)故障，是指為電力機車提供電能的接觸網(wǎng)相關(guān)部件與電力機車的受電弓發(fā)生非正常接觸，造成受電弓或接觸網(wǎng)設(shè)備損壞的故障。所以，無論是技術(shù)業(yè)務(wù)主管部門，還是運營維修部門，均應(yīng)將弓網(wǎng)故障視為牽引供電事故的頭號大敵。

2 弓網(wǎng)故障案例與分析

2.1弓網(wǎng)故障的具體案例

機車新技術(shù)的快速發(fā)展能夠較好地滿足電力機車高速化、智能化的發(fā)展需求，從而大幅度提升機車受電弓的技術(shù)水平。在機車的受電弓技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，一旦接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障，將會使整個鐵路系統(tǒng)的運營受到嚴重影響。下面以供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)檢修工作中比較具有代表性的接觸網(wǎng)故障案例資料為例進行簡要闡述。

（1）某區(qū)段在一次機車進入分岔駛過分相區(qū)間時，在之字值約為250 mm的地方，穿過懸吊滑輪的銅質(zhì)絞線承力索與懸吊滑輪之間產(chǎn)生一定范圍角度折角。在承力索外部包裹的預(yù)絞絲片是鋼材質(zhì)情況下，使承力索被壓形成一定折角。同時由于銅質(zhì)絞線承力索與外部包裹的鋼質(zhì)預(yù)絞絲片是不同的材質(zhì)，故而產(chǎn)生較大的過渡電阻，因電熱延展逐股被燒斷，且由于其外部被鋼質(zhì)預(yù)絞絲片包裹，巡視檢查時無法及時發(fā)現(xiàn)，結(jié)果造成兩道承力索斷線[2]。

（2）某隧道出口處，因正值大風(fēng)、雷雨時節(jié)，隧道口上部的樹藤枝條被大風(fēng)吹落，剛好斜搭在承力索上，雨水順藤條下滑形成水流，水流持續(xù)接觸承力索，造成接地短路，致使承力索短路燒斷造成事故。

（3）這是一次電力機車沖過貨牽線無網(wǎng)區(qū)造成設(shè)備設(shè)施重大損失的特別案例。當(dāng)時該區(qū)段屬于尚未完成工程，接觸網(wǎng)還未安裝懸掛。事故造成機車受電弓折斷報廢，接觸線發(fā)生重大變形，定位器被打脫的嚴重后果。事故的直接原因是該（貨牽線）無網(wǎng)區(qū)的設(shè)備上沒有懸掛接觸網(wǎng)終端警示標志。該案例看似簡單，但很具代表性，足以說明各種警示標志在鐵路供電系統(tǒng)中的重要程度。

2.2 接觸網(wǎng)定位環(huán)節(jié)弓網(wǎng)故障的原因分析

電力機車新技術(shù)新成果的廣泛應(yīng)用，特別是先進的電力機車受電弓技術(shù)的不斷改進，造成弓網(wǎng)故障大多數(shù)原因都集中于接觸網(wǎng)特性參數(shù)和性能上。受環(huán)境溫度、風(fēng)速和線路條件的影響，不穩(wěn)定性顯而易見。弓網(wǎng)故障的產(chǎn)生原因如下。

（1）定位點拉出值過大，定位器坡度不合理，傾斜度太小，導(dǎo)致脫、碰、刮弓故障。通常此類缺陷是由于檢修調(diào)整不符合標準，確定調(diào)整拉出值偏差過大;或因風(fēng)力較強和所處環(huán)境溫度變化太大，尤其在曲線跨中較為明顯。

（2）道岔區(qū)段刮弓、鉆弓故障。導(dǎo)線交叉處技術(shù)參數(shù)不達標、始觸點標高不符合標準、線岔限制管間隙過大等都是產(chǎn)生此類故障的原因。如線岔限制管一端線夾松脫，主線和邊線兩接觸線得不到限制，機車從邊線進入岔區(qū)時受電弓將邊線抬高，限制管也被同時頂起抬高，一端翹起。機車行走中受電弓導(dǎo)角擦傷主線接觸線，限制管和受電弓相碰，造成吊弦損壞，受電弓支架折斷。

2.3 接觸網(wǎng)設(shè)備

（1）吊弦及電連接造成的弓網(wǎng)損傷。主要是電氣連接的設(shè)置安裝個數(shù)或部位不合理，特別是在斜坡上，機車受電弓向接觸網(wǎng)吸取電流過大，造成吊弦過電流被燒斷;此外，電連接與承力索接觸不良，在夾具中發(fā)生了長期放電，并燒斷連接線。造成這種缺陷的主要原因是吊弦線卡、電連接線卡緊固螺栓長期處于振動狀態(tài)使線卡松脫。

（2）導(dǎo)線拉弧燒損燒斷故障。導(dǎo)線由于硬彎及硬點處產(chǎn)生長期拉弧放電，使局部磨耗燒損，進而造成接觸網(wǎng)斷線。接觸網(wǎng)施工技術(shù)規(guī)范要求：大站及編組站接觸網(wǎng)安裝導(dǎo)高6 450 mm，中間站與區(qū)間6 000 mm，隧道5 720～6 000 mm。但在接觸網(wǎng)檢查調(diào)整中，接觸導(dǎo)線高度往往在5 720～6 450 mm間交替過渡，尤其是在導(dǎo)高變化的過渡段部分，在較短距離范圍基本無法保證接觸線5%的變坡要求[3]。由于接觸導(dǎo)線高低頻繁變化，致使接觸懸掛彈性忽大忽小，在變坡不符合標準要求的局段產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，局部高溫電弧灼傷接觸線工作面，使接觸線工作面燒損氧化出現(xiàn)麻點，在機車高速通過其余受電弓時，又會產(chǎn)生更為嚴重的拉弧。若是機車受電弓出現(xiàn)隱性損傷帶病通過，極易產(chǎn)生弓網(wǎng)故障，同時也為今后接觸網(wǎng)運行埋下了故障隱患。

（3）接觸網(wǎng)元件材料材質(zhì)不良造成的弓網(wǎng)故障。因元件材質(zhì)不良造成連接、定位零件損壞、斷裂;直線段的定位線夾或“V”型吊線夾斷裂等，都能造成定位管或定位器脫落打擊受電弓，發(fā)生故障;曲線段導(dǎo)線由于其受水平分力作用，定位線夾橫向拉力載荷加大，線夾材質(zhì)不良極有可能發(fā)生斷裂，從而造成脫及鉆弓故障。

2.4 線路及其他環(huán)節(jié)

（1）機車受電弓與其接地體放電故障。此類型故障通常發(fā)生在機車受電弓通過軌道邊樹木、滲漏水隧道內(nèi)的水流柱、冰柱放電等，從而造成變電所跳閘。

（2）軌道及線路原因引起弓網(wǎng)故障。工務(wù)檢修中，起、撥調(diào)整軌道產(chǎn)生的導(dǎo)線拉出值參數(shù)變化，尤其是軌道曲線段外軌超高值變化段就會使接觸導(dǎo)線相對位置發(fā)生較大變化。從而引起受電弓脫弓、刮弓。

（3）中心錨結(jié)是將接觸線固定在錨段的中部，由于受環(huán)境溫度及風(fēng)力等影響，導(dǎo)致錨結(jié)兩端的接觸線承受應(yīng)力大小發(fā)生變化，致使中心錨結(jié)線夾長期處于順行方向的受力狀態(tài)，線夾松動，旋緊力不足，引起滑移。長期的累積效應(yīng)，產(chǎn)生線夾一端錨結(jié)繩索松弛低于接觸線，引起刮擦弓網(wǎng)。

（4）自然災(zāi)害引發(fā)的弓網(wǎng)故障。嚴重的自然災(zāi)害也會嚴重破壞鐵路接觸網(wǎng)，例如大風(fēng)、颶風(fēng)等就極易造成弓網(wǎng)損壞。當(dāng)風(fēng)力的負載力矩超出定位管、定位器及接觸線反作用力矩時，就會造成弓網(wǎng)故障。

3 接觸網(wǎng)弓網(wǎng)故障防控的對策

3.1 提高接觸網(wǎng)工作人員的技術(shù)素質(zhì)

為了有效提高鐵路供電系統(tǒng)運維管理和檢修質(zhì)量，提升檢修、技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平與素質(zhì)，工段技術(shù)人員、運行管理人員應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)了解和熟練掌握供電接觸網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位、關(guān)鍵所在，把工作重點放在提高供電質(zhì)量與減小弓網(wǎng)故障上，有效地提高檢修維護管理水平和隱患排查處理力度，以預(yù)防事故發(fā)生。首先，管理人員包括教育、安全、技術(shù)等專職人員要深入現(xiàn)場掌握一手資料，把握供電設(shè)備系統(tǒng)安全重點和要害部位，進行有針對性的技術(shù)業(yè)務(wù)指導(dǎo)[4]。少一些原則性的號召，多一些針對性的具體指導(dǎo)，把各種檢查考核重點轉(zhuǎn)移到設(shè)備關(guān)鍵部位的關(guān)鍵點上來。對規(guī)程的制定與修改一定要慎之又慎，對規(guī)程中的數(shù)據(jù)和規(guī)范要求必須認真研討其必要性、適用性、可行性，并要預(yù)先考慮如何去檢查、怎樣去執(zhí)行。其次，實施過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并及時修改完善。最后，突出供電設(shè)備內(nèi)在質(zhì)量的管控，這就有賴于技術(shù)實力的提升與科技的投入。例如，提出電氣接觸的標準，弓網(wǎng)受流的質(zhì)量標準，碰撞的合理性標準，懸掛彈性、振動的標準，補償靈活性標準，設(shè)備重大缺陷的原則性標準等?？傊?，有的放矢地提升職工技術(shù)技能，不斷提升設(shè)備本身內(nèi)在質(zhì)量。對弓網(wǎng)事故的分析要堅持實事求是，對事故的處理要堅持“四不放過”。

3.2 深抓供電設(shè)備的檢測與檢修

加強關(guān)鍵部位、重點設(shè)備的巡視檢查與檢測管控，對牽引網(wǎng)重點設(shè)備與關(guān)鍵部位視情況增加巡檢車的檢查次數(shù)，縮短檢查周期時間。對檢測出的接觸網(wǎng)參數(shù)值超標、設(shè)備缺陷等問題及時調(diào)整更換。增強對各部螺栓、螺母、墊片等緊固件、連接件的平推檢查，對不能適應(yīng)列車運行條件或已經(jīng)損壞的老舊零部件進行更新改造。增加對接觸網(wǎng)分相分段絕緣器、三跨四跨、線岔等關(guān)鍵部位零部件巡視和檢測，及時調(diào)整、檢修或更換超標的零部件。檢修操作中，必須嚴格遵守相關(guān)規(guī)程要求和標準作業(yè)流程。如分相分段絕緣器，必須調(diào)整至適當(dāng)合理范圍的負弛度，滿足相關(guān)規(guī)程要求值范圍，并且保證其平滑過渡，特別是對線岔起點處工支與工支、工支與非工支的抬高量測量更是如此。加強高污染區(qū)段接觸網(wǎng)的分段、分相與絕緣子的清洗維護，重點檢測受不良氣候條件影響的電氣元件，對絕緣子放電聲響較大的區(qū)段要適時加強監(jiān)控檢查，以有效避免長期間歇性燒傷，造成斷線故障。

3.3 嚴防接觸網(wǎng)主導(dǎo)回路燒斷，確保通暢

接觸網(wǎng)主導(dǎo)回路，如股道電連接、供電線、網(wǎng)點等，必須符合相關(guān)規(guī)程與工藝規(guī)范要求。接觸網(wǎng)分相絕緣器、線岔、錨段、分段等電連接線必須牢固、可靠，不得缺失，以確保對電力機車的供電正常。按規(guī)定周期要求對各部位線夾等零部件進行檢查維護，按要求打磨氧化層，涂抹油脂和導(dǎo)電膏進行維護，并緊固安裝。對吸上線和接地裝置等進行定期檢查、維護，及時補裝或更換缺失、損壞的零部件。

3.4 消除電力機車絕緣不良對接觸網(wǎng)狀態(tài)產(chǎn)生的影響

避免因短路故障、電氣絕緣不良等缺陷引起的接觸網(wǎng)燒斷，正常運行中一旦出現(xiàn)此類問題，要及時查明原因，并立即向電調(diào)指揮中心及相關(guān)部門匯報。構(gòu)建受電弓網(wǎng)情況通報與供電、機務(wù)部門之間的信息共享系統(tǒng)。同時，要加強受電弓組件進出庫前的完好狀態(tài)檢查控制，必須嚴格按控制流程和標準對每臺受電弓、弓網(wǎng)組進行入庫前質(zhì)量檢查，并做好查驗記錄。對查出的缺陷或損壞必須進行修復(fù)或處理，不合格的不得出庫使用。堅決杜絕受電弓帶病上線運行。運行中受電弓如出現(xiàn)異常，應(yīng)隨時降弓停用，并啟用備用弓，以避免事故進一步擴大，造成受電弓報廢。

3.5 加強部門間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)

加強電調(diào)指揮與供電、工務(wù)部門間的協(xié)調(diào)配合與信息溝通尤為重要。要按相關(guān)規(guī)程要求定期對接觸網(wǎng)與線路基本參數(shù)等界限值進行檢查測量與記錄，劃定“界限值”，并制定互控措施嚴格執(zhí)行。在日常維護與檢修中，形成供電、工務(wù)雙方協(xié)調(diào)配合機制與制度，形成“工”“供”聯(lián)防聯(lián)控，消除了由于線路參數(shù)發(fā)生改變而造成接觸網(wǎng)參數(shù)變化引發(fā)弓網(wǎng)故障的隱患。只有在接觸網(wǎng)與受電弓接觸工作面與軌道線路兩鋼軌軌面平行，以及接觸網(wǎng)接觸線始終位于線路中心正上方或線路中心正上方允許偏移值范圍內(nèi)，才能確保受電弓與接觸網(wǎng)的正常運行。在接觸網(wǎng)狀態(tài)不變的情況下，如若軌道線路基礎(chǔ)參數(shù)值發(fā)生超出規(guī)定值的變化，就可能引發(fā)弓網(wǎng)故障，造成事故。

3.6 加強重點部位設(shè)備的巡檢

加強對供電接觸網(wǎng)的日常巡視檢查，是消除弓網(wǎng)故障的有效方法。在日常檢查中可以通過細致觀察接觸網(wǎng)的運行狀態(tài)有效地發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備安全狀況，如觀察吊弦、碗臂、接觸線、承力索、絕緣子、墜砣以及線路兩側(cè)有無危險樹杈樹枝等狀態(tài)。對巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題要應(yīng)及時向工區(qū)及調(diào)度指揮中心匯報，對隨時可能影響接觸網(wǎng)設(shè)備運行或可能引發(fā)事故的情況要及時進行處理，消除隱患危機，降低或避免事故發(fā)生的概率。發(fā)現(xiàn)線路兩側(cè)有危險的樹枝樹杈等物，要及時砍伐清除。對隧道口附近與上部的樹藤枝蔓要及時去除，特別是在有雷雨天氣時，還要重點查看防洪區(qū)段情況，以避免高處的危石與泥土發(fā)生泥石流造成危害。

3.7 排除外界干擾因素與隱患

（1）加強對工地、貨場、公路站點及防護支柱的安全保護，以避免汽車碰撞支柱。在鐵路區(qū)段道口采取限高措施，對跨越鐵路的天橋上空，要有防護欄和高壓警示標志。各種安全防護警示標志，要安裝在顯眼易看部位，避免人為因素產(chǎn)生的各類隱患，引發(fā)弓網(wǎng)事故。

（2）對靠近接觸網(wǎng)線路的企業(yè)、工廠和有爆破山體等類似作業(yè)的施工應(yīng)進行長期監(jiān)控，或采取必要的安全措施，以避免飛石等造成人員傷亡或接觸網(wǎng)設(shè)備損壞。加強施工現(xiàn)場安全管理，主動配合施工，防止外來施工單位使用挖掘機等大型施工機具違章蠻干，碰斷接觸網(wǎng)造成事故。

（3）根據(jù)環(huán)境條件、氣溫變化等，對溫度變化敏感的設(shè)備要加強監(jiān)控、調(diào)整。對已經(jīng)處于臨界狀態(tài)的設(shè)備，要及時采取措施改善條件或暫停使用，預(yù)防弓網(wǎng)事故發(fā)生。

（4）加強對材料的檢測與監(jiān)控，對不滿足規(guī)定要求的、未達到絕緣標準的以及機械強度性能不達標的設(shè)備零件，堅決杜絕在設(shè)備上安裝使用。

4 結(jié)語

從全世界范圍看，電力鐵路的發(fā)展已有百年歷史。它以其獨特的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢發(fā)展壯大起來。目前，先進的接觸網(wǎng)懸掛類型、懸掛方式已經(jīng)在電氣化鐵路建設(shè)中被廣泛采納和應(yīng)用，但現(xiàn)有的連接懸掛方式仍然占居主導(dǎo)地位，如何有效防控弓網(wǎng)故障，仍然是一個長期的課題。在既有設(shè)備和人員的基礎(chǔ)上更進一步提高要求，加強設(shè)備技術(shù)更新改造與應(yīng)用技術(shù)手段，將弓網(wǎng)故障盡量降低，應(yīng)該說是完全可以做到的。

（責(zé)任編輯：侯辛鋒）

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