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城市轨道交通接触网跳闸原因分析及预防措施

章伟
【摘要】由于城市轨道交通的不断壮大，接触网的使用引起了设计者们的广泛关注，接触网跳闸的问题控制直接影响着城市轨道交通的正常运行。加强分析接触网跳闸的原因及寻求有效的预防措施，对城市轨道交通起到了重要的意义。本文从城市轨道交通接触网概况、接触网跳闸故障原因分析及预防措施等几个方面进行了分析。
【关键词】轨道交通；接触网；跳闸
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前言
近年来，随着不断加快的社会发展节奏，城市轨道交通不断的发展，人们之间的距离也在不断被拉近。地铁供电系统对我国轨道交通的发展起到至关重要的作用。其中接触网是地铁供电系统的重要组成设备，对于接触网跳闸的问题直接影响着城市轨道交通的发展。虽然我们在预防措施上取得了一定的成果，但在实际的城市轨道交通运行中，由于引起接触网跳闸的因素很多，我们在这方面依然存在着不足和需要改进的地方。在经济突飞猛进的新时期，城市轨道交通中要加强接触网跳闸原因的分析，提出有效的预防措施，以保证轨道交通的发展，为人们的出行提供更加安全的保障。
二、城市轨道交通接触网概况
接触轨的牵引网在地铁系统的运用具有悠久的历史，世界上早期修建的地下铁道大多采用了这种类型的牵引网，目前特别重视城市景观的新兴现代化城市也仍然在采用这种方式，如北京轻轨、新加坡、温哥华地铁等。
目前国内地铁已有运行经验的接触网类型主要有：北京地铁隧道及地面均采用上接触式低碳钢接触轨；上海市轨道交通1号线和2号线在隧道内采用的是弹性支座有补偿简单悬挂接触网；广州地铁1号线采用架空全补偿链形悬挂接触网，2号线和3号线隧道内采用刚性悬挂接触网，4号线采用下接触式钢铝复合接触轨；深圳市地铁采用架空全补偿链形悬挂接触网；武汉轻轨采用下接触式钢铝复合接触轨；大连轻轨采用架空全补偿链形悬挂接触网；重庆轻轨工程采用与跨座式车辆配套的侧接触式T型汇流排刚性接触网。归纳起来城市轨道接触网有三大类型：接触轨类接触网；架空柔性接触网；架空刚性接触网。这些接触网在城市轨道交通的发展中，起着重要作用。
三、故障原因分析

本文选取了国内某地铁企业2000-2011年中涉及接触网的有代表性的故障事件案例共24起，分析了造成接触网跳闸的主要原因。
1、设备故障
在选取的24起案例中，设备故障引发接触网跳闸的案例共14起，原因有接触网断线、绝缘子击穿、定位松脱、弓网关系不佳、非接触网设备侵限、施工质量不良等。
（1）接触网设备自身故障。
接触网断线、绝缘子击穿和定位松脱属于接触网自身故障。
在接触网断线故障中，3起均发生在柔性接触网线路中，而断裂部位都发生在绝缘棒这个元件上。
在绝缘子被击穿的故障中，两起案例均发生在刚性接触网线路上，其中一个已经破裂，另一个经干燥处理后，绝缘恢复。
由定位松脱引起的案例发生在柔性接触网线路中，主要原因是定位线夹存在质量问题。
（2）刚性接触网弓网关系不佳。由于弓网关系不良引发的两起故障案例中，其中一起发生在刚性接触网线路上。受电弓的不规则磨耗和凹槽造成了接触线的偏磨。另一起因弓网关系导致的故障案例是由于电客车停车时受电弓刚好位于分段绝缘器位置，弓网间的接触面积小，弓网间的接触过渡电阻很大，造成碳滑板碳化、导滑板 软化熔损，熔损后列车取流不畅，形成拉弧，最后造成碳滑板与导滑板烧损。
（3）非接触网设备设施侵限在非接触网设备设施侵限案例中，侵限设备设施主要有隧道土建专业设施、电客车车顶设备及接触网上部跨越电缆等。
侵限造成接触网短路的土建专业设施主要有接水槽和碳纤维布。
接水槽，一般安装于隧道区间的变形缝处，在漏水病害整治时，漏水点封堵前也临时安装接水槽。在列车运行产生的震动及隧道活塞风压力的长期作用下，水泥钉及木楔容易出现松脱，造成板边缝与隧道顶板密贴不紧，隧道活塞风灌进槽内产生压力使其松脱侵限，列车经过时受电弓与之碰撞接地短路，造成接触网跳闸，受电弓烧伤。
碳纤维布是隧道结构补强材料，故障事件中碳纤维布由于其施工时粘贴工艺不良，在列车高速运行产生的震动和活塞风的作用下突然脱落，碰到接触网和列车，造成接触网短路跳闸，车辆设备受损。
侵限导致接触网故障的车顶设备是空调盖板，空调盖板是电客车顶除受电弓外唯一的可活动设备。
在两起车顶设备侵限碰触接触网造成接触网短路跳闸的案例中，一起是由于检修作业结束后，空调盖板闭锁不到位，在电客车运行时因振动等原因而松脱，活塞风将空调盖板抬起，与接触网发生短路，导致接触网跳闸。另一起是空调风机钢丝罩外圈钢丝脱焊，在振动和活塞的作用下末端翘起，与接触网的距离小于动态放电极限，发生放电短路故障。
施工质量问题导致的接触网故障发生在“柔改刚”工程中，安装的绝缘横撑与中心锚节间的净空距离不够且绝缘处理不当，导致接触网中心锚节线对横撑接地端一侧金属部分放电短路，造成了事件的发生。
2、人员违章操作。
统计的人员违章操作案例共6起，主要发生在对接触网停/送电及挂/拆地线的操作中和轨行区作业过程中。
3、外部异物。
外部异物案例主要是氢气球和塑料薄膜等漂浮物悬浮在接触网附件或缠绕接触网导致。
四、轨道交通接触网跳闸的预防措施
接触网是有轨道交通系统的关键。为了预防接触网跳闸，应从以下方面进行着手。
（1）保证接触网设备的良好状态，确保设备本质安全。
针对柔性接触网断线或定位松脱等故障，采用刚性接触网或接触轨的牵引供电方式，可以最大可能的避免此类事故发生。在业已投运的柔性接触网线路中，对于绝缘棒与接触线连接处这一薄弱环节，安装时要按规定扭矩紧固，避免产生过大应力。另外，要缩短该元件的使用周期，及时更换，在接触网养护作业中，加强对绝缘棒及其连接线夹的检查。
（2）保证车顶设备、隧道附属设备及过顶线缆的紧固，避免出现设备侵限，造成接触网或受电弓带电部分短路故障。
（3）从技术和管理两方面规范人员操作。
对于人员违章操作的问题，违章事件主要会发生在车辆段内由车辆专业人员实施的对单个股道的停送电和接挂地线作业中。对此，要从技术和管理两方面采取针对措施。技术上对控制单股道供电的手动隔离开关加装性能可靠的五防系统，避免人员跳步操作。管理上要细化作业组织流程，停电-挂地线-拆地线-送电要分步授权，从命令发布，设施发放、台账填写、操作监护等方面保证每一步操作的正确性。
（4）避免外部异物进入。
针对外部异物：将氢气球列为违禁品，劝导乘客不要持氢气球进站乘车，避免氢气球进入轨行区。在大风天气加强对地面及高架线路的巡视发现接触网附近的漂浮物及时处理，避免其缠绕接触网，或在列车进过时缠绕受电弓，使故障恶化。
五、城市轨道交通系统持续发展的意义
由于城市轨道交通系统快捷、准时、舒适，乘客将更加愿意乘坐，并将吸引原先乘用轿车和自行车的乘客以及步行者，从而提高客运量。提高道路安全性，在不损害人员流动的情况下有助于减少市中心的交通压力，对于提升城市结构，解决城市发展中面临的经济与社会矛盾，实现城市的可持续发展战略，具有特别重要的意义。
结束语
通过对接触网跳闸在城市轨道交通中的问题分析，进一步明确了接触网对城市轨道交通的影响力。因此，在城市轨道交通的后续发展中，要不断提高接触网跳闸问题的解决，促进建城市轨道交通的进一步发展。
参考文献
[1]郑瞳，张明锐 城市轨道交通牵引供电系统 中国铁道出版社 2002年
[2]樊士琛 浅谈包神铁路接触网常见故障及应对措施 电气应用 2013年
[3]陆化普 城市轨道交通规划的研究与实践 中国水利水电出版社 2001年

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