铁路接触网常见故障类型及快速处理方法研究
杨振坤
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司乌鲁木齐供电段 新疆 乌鲁木齐 830000
一、引言
接触网长期暴露在户外,受自然环境、列车磨损、设备老化等因素影响,易发生各类故障,若处理不及时,可能导致列车晚点、停运甚至安全事故。因此,明确接触网常见故障类型、掌握快速处理方法,是铁路运维工作的核心任务之一。本文基于基层运维实践,对接触网故障及处理展开研究,内容注重实用性与通俗性,为一线工作人员提供操作指引。
二、铁路接触网常见故障类型
接触网系统由接触线、承力索、支柱、绝缘子、腕臂等部件组成,故障类型可按“故障成因”分为三大类,具体如下:
(一)机械故障
机械故障多因部件磨损、安装不当或外力拉扯导致,是接触网最常见的故障类型,主要包括以下几种:1. 接触线、承力索断股或断线:接触线与受电弓长期摩擦,若接触压力过大、线材老化或存在制造缺陷,易出现断股;极端情况下(如异物缠绕、短路冲击)会发生断线,直接导致供电中断。
2. 腕臂、支柱变形或损坏:腕臂是支撑接触线的关键部件,受强风、列车震动或安装偏差影响,可能出现弯曲、偏移;支柱(钢柱、混凝土柱)若基础下沉、受车辆撞击,会发生倾斜甚至倒塌。
3. 零部件脱落:定位器、吊弦、线夹等小部件因螺栓松动、腐蚀,易从接触网上脱落,不仅影响接触网结构稳定,还可能卡滞受电弓,引发次生故障。
(二)电气故障
电气故障与供电系统相关,多因绝缘失效、电流异常导致,常见类型如下:
1. 绝缘子闪络或击穿:绝缘子(瓷质、玻璃或复合绝缘子)表面附着灰尘、油污或在雨雪、雾天环境下,绝缘性能下降,会出现“闪络”(表面放电);若长期未清理或存在裂纹,会被高压电击穿,导致短路。
2. 接触网短路:常见原因包括:受电弓与接触线接触不良产生电弧,引燃附近异物(如塑料袋、树枝);接触网与接地部件(如支柱、隧道壁)距离过近,形成“对地短路”;不同相位的接触线因部件偏移发生碰撞,引发“相间短路”。
3. 补偿装置失效:接触网通过补偿装置(坠砣、滑轮)调节线材因温度变化产生的伸缩,若补偿绳断股、滑轮卡滞,会导致接触线张力异常,出现松弛或拉断风险。
(三)外部因素引发的故障
外部因素指接触网自身部件外的干扰,此类故障突发性强,占比逐年上升,主要包括:
1. 异物入侵:塑料布、风筝线、广告布等轻质异物被风吹到接触网上,易缠绕在接触线与承力索之间,造成短路;树木倒伏、高空坠物(如建筑废料)撞击接触网或支柱,会直接破坏设备结构。
2. 自然灾害影响:暴雨导致支柱基础冲刷、下沉;暴雪覆盖接触线,增加线材负重,引发断股;雷击会击穿绝缘子或损坏供电设备,尤其在山区、空旷地带高发。
3. 人为破坏:施工单位违规作业(如吊车臂触碰接触网)、行人在铁路沿线放风筝或抛掷杂物,均可能引发接触网故障。
三、接触网故障快速处理方法
(一)机械故障处理
第一步:现场确认。运维人员到达现场后,先设置安全防护(如悬挂接地线、封锁线路),避免触电或列车闯入;使用望远镜或无人机查看断股/断线位置、损伤程度。
第二步:临时处置。若断股不超过 10% ,可采用“补修管”包裹断股处,恢复接触线张力;若断线或断股严重,需切断故障段供电,更换新的接触线/承力索(需提前准备同型号线材),临时固定后先恢复供电。
第三步:后续修复。待列车正常通行后,再次封锁线路,调整接触线高度、拉出值(与轨道中心的偏移量),确保符合运行标准。
2. 腕臂、支柱变形处理
若腕臂轻微弯曲,可使用专用工具矫正;若严重变形或断裂,立即更换备用腕臂,临时固定后调整接触线位置。
支柱倾斜不超过 3∘ 时,可通过加固基础(如浇筑混凝土)矫正;若倾斜严重或倒塌,需先使用临时支柱支撑接触网,恢复供电后再更换新支柱。
(二)电气故障处理
1. 绝缘子闪络/击穿处理
先切断故障绝缘子所在区间的供电,使用绝缘杆清除绝缘子表面的灰尘、油污;若闪络严重或绝缘子击穿,直接更换备用绝缘子(需注意绝缘子型号与电压等级匹配)。
更换后,用绝缘摇表检测绝缘性能,确认合格后恢复供电。
2. 接触网短路处理
第一步:查找短路点。通过供电调度系统查看故障电流位置,结合现场巡查,重点检查接触线与接地部件的距离、是否有异物缠绕。
第二步:排除故障。若因异物短路,用绝缘钩杆清除异物;若因接触线偏移短路,调整腕臂或定位器,使接触线回到正常位置;若因电弧烧损接触线,用砂纸打磨受损处,严重时更换局部线材。
第三步:试送电。故障排除后,先进行低压试送电,确认无异常后恢复正常供电。
(三)外部因素故障处理
1. 异物入侵处理
轻质异物(如塑料布、风筝线):使用绝缘钩杆在地面清除,若异物缠绕紧密,需登梯作业(需断电并做好安全防护),避免拉扯接触线。重型异物(如树木、坠物):先封锁线路,使用吊车移除异物,检查接触网部件是否受损,若有变形或断裂,按机械故障处理流程修复,确认安全后恢复通行。
2. 自然灾害故障处理
暴雨后:重点检查支柱基础是否下沉、接触线是否因基础变形偏移,对下沉基础及时填充砂石或浇筑混凝土,调整接触线位置。
暴雪后:使用除雪车或人工清除接触线上的积雪,避免积雪融化结冰导致接触不良;检查线材张力,若因积雪负重出现松弛,通过补偿装置调整。
雷击后:检查绝缘子、避雷器是否损坏,更换受损设备,测试供电系统绝缘性能,确保无漏电后恢复供电。
四、接触网故障预防措施
1. 加强日常巡检:采用“人工巡检+无人机巡检+智能监测”结合的方式,人工巡检重点检查零部件螺栓松紧、线材磨损;无人机巡检覆盖山区、隧道等难达区域,检测接触线磨耗、绝缘子污秽;智能监测系统(如接触网温度监测、张力监测)实时预警异常数据,提前发现隐患。
2. 定期维护保养:按周期更换老化部件(如绝缘子每 5-8 年更换一次、接触线每 10-15 年更换一次);定期清理绝缘子表面污秽,涂抹防污闪涂料;对补偿装置、滑轮等活动部件定期润滑,防止卡滞。
结束语:铁路接触网故障类型多样,处理需兼顾“速度”与“安全”。本文通过梳理机械、电气、外部因素三类常见故障,给出了针对性的快速处理步骤,同时强调预防措施的重要性。在实际运维中,一线人员需结合现场情况灵活调整处理方案,不断积累经验;同时借助智能监测技术,实现“从被动维修到主动预防”的转变,进一步提升接触网运行可靠性,为电气化铁路的安全畅通提供保障。
参考文献
[1] 张宝林. 铁路接触网故障分析与快速处理技术[M]. 北京:中国铁道出版社,2020.
[2] 王建军. 电气化铁路接触网常见故障及预防措施[J]. 铁道运营技术,2021,27(2):45-47.