賈永翔
(國(guó)能包神鐵路有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)
如今鐵路運(yùn)輸業(yè)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力。在各大城市當(dāng)中的鐵路交通安全受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在鐵路交通當(dāng)中,供電系統(tǒng)是其中最為重要的部分,而接觸網(wǎng)又是供電系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,該設(shè)施是鐵路列車接受電力輸送的重要環(huán)節(jié)接口,并且接觸網(wǎng)也是全鐵路路段鋪設(shè)。因此,接觸網(wǎng)的可靠性關(guān)乎著城市的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。但就目前很多城市的鐵路交通運(yùn)行狀態(tài)來看,接觸網(wǎng)由于所處的環(huán)境和條件也是出現(xiàn)故障最為頻繁的一處,該處出現(xiàn)故障會(huì)給普速鐵路帶來嚴(yán)重的影響。并且再鐵路交通當(dāng)中,由于接觸網(wǎng)與列車的特殊接觸模式,導(dǎo)致了接觸網(wǎng)無(wú)法像其他設(shè)備一樣準(zhǔn)備一套備件。因此,如何提高接觸網(wǎng)的安全性和可靠性對(duì)于相關(guān)部門和企業(yè)是最為重要的研究課題。
接觸線類故障也是接觸網(wǎng)經(jīng)常性發(fā)生故障種類之一。接觸線作為剛性接觸網(wǎng)的重要組成部分,一旦接觸線出現(xiàn)問題難免會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)造成不利影響。當(dāng)前接觸線類故障主要包括拉弧燒損、接觸線磨損、接觸線面放電痕跡三種故障。1.拉弧燒損故障。拉弧燒損故障造成的原因有很多,受電弓位置不平滑、或發(fā)生變形、磨損嚴(yán)重,定位線夾設(shè)計(jì)不夠科學(xué)等都可能導(dǎo)致剛性接觸網(wǎng)出現(xiàn)拉弧燒損故障。2.接觸線磨損。地鐵在運(yùn)行中難免會(huì)出現(xiàn)磨損情況,磨損達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)影響剛性接觸網(wǎng)的正常使用,產(chǎn)生接觸線磨損故障。一般接觸線磨損故障多發(fā)生于錨段關(guān)節(jié)、分段絕緣器接頭線夾,定位點(diǎn)出及分相絕緣器等關(guān)鍵部位。3.接觸線面放電痕跡故障。由于地鐵速度較快,加之剛性接觸網(wǎng)彈性有限,可能導(dǎo)致特殊區(qū)域參數(shù)變化幅度大,電弓受到強(qiáng)有力的磨損,導(dǎo)致接線面出現(xiàn)發(fā)電痕跡故障。
現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的分段絕緣器故障主要是絕緣部件故障,根據(jù)表現(xiàn)形式可以分為顯性故障和隱性故障。
1.顯性故障可以明顯看到絕緣器構(gòu)架遭到破壞:通常為一根主絕緣板斷裂,絕緣器被拉直,有時(shí)橋式絕緣子被燒損變形、甚至在一側(cè)斷裂;
2.絕緣器的隱性故障則表現(xiàn)出架構(gòu)完整,有時(shí)只能在特定環(huán)境下才能構(gòu)成故障,主要是:絕緣強(qiáng)度降低,絕緣滑道底部爬弧嚴(yán)重,停電線路有網(wǎng)壓,甚至惡劣天氣造成絕緣滑道擊穿,引起跳閘。表現(xiàn)為(1)絕緣滑道被電弧灼傷碳化,(2)絕緣污染引發(fā)的故障、(3)分段絕緣器消弧導(dǎo)角撞擊、折斷,(4)絕緣滑到出現(xiàn)樹枝狀碳化通道。
從分段絕緣器的工作要求和工作現(xiàn)狀可以看出,分段絕緣器工作在不利的環(huán)境中,其工作現(xiàn)狀并不能滿足工作要求的條件是造成分段絕緣器故障的主要原因。從故障產(chǎn)生的機(jī)理來分析:絕緣原件的機(jī)電性能保證了其正常工作的狀態(tài),由于分段絕緣器故障主要是絕緣部件故障,所以造成分段絕緣器故障的主要原因是破壞了其具有的機(jī)電性能。主要表現(xiàn)在(1)絕緣滑板受到受電弓炭滑板磨損和炭粉附著,惡劣天氣條件下閃絡(luò)擊穿。(2)受電弓在分段絕緣器壓差較大情況下慢速的大取流燒斷絕緣滑板。(3)機(jī)車帶電闖分段。(4)混合牽引和環(huán)境污染的影響。
鐵路接觸網(wǎng)的支持裝置對(duì)于接觸網(wǎng)的運(yùn)行工作穩(wěn)定性所產(chǎn)生的影響非常明顯,在鐵路接觸網(wǎng)的使用工作中,支持裝置也會(huì)出現(xiàn)一些比較常見的故障問題。比如,支持裝置的表面彎曲、裝置定位夾出現(xiàn)開裂和破損,同時(shí)管道被腐蝕和絕緣子產(chǎn)生閃落等都是其中比較常見的故障現(xiàn)象。在支持裝置中的平腕臂或者斜腕臂結(jié)構(gòu)部分很有可能產(chǎn)生斷裂彎曲、燒傷偏移等各種故障問題,其中最常見的故障問題表現(xiàn)為腕臂的彎曲和斷裂,并且這一故障問題對(duì)鐵路接觸網(wǎng)的工作運(yùn)行安全性所產(chǎn)生的影響尤為明顯。造成接觸網(wǎng)絕緣子的故障問題和外部環(huán)境氣候之間有著密切的關(guān)聯(lián),主要是因?yàn)槭艿嚼讚簟⑴K污及覆冰所造成的各種沿面放電故障。因此,在雷雨季節(jié)條件下,需要對(duì)絕緣子部分展開重點(diǎn)檢查,避免產(chǎn)生雷擊故障問題;在非雷雨天氣環(huán)境下,則需要有效做好接觸網(wǎng)絕緣子的防污處理工作,在積雪天氣環(huán)境下需要充分做好絕緣子表面的浮冰積雪處理工作。在接觸網(wǎng)的支持裝置定位器中,存在的主要故障表現(xiàn)為脫落問題,產(chǎn)生這一問題的主要原因是受電弓產(chǎn)生故障或者接觸網(wǎng)中的定位線夾功能失效,而受電弓所產(chǎn)生的主要故障問題表現(xiàn)為腕臂斷裂和變形兩種問題。
針對(duì)接觸網(wǎng)供電故障的處理應(yīng)遵循“先通后復(fù)”的原則。若故障發(fā)生在車場(chǎng),場(chǎng)調(diào)應(yīng)與指揮部人員溝通,做好交接工作,以便搶修工作可順利開展。在故障發(fā)生后,要組織救援人員有序進(jìn)場(chǎng),在明確現(xiàn)場(chǎng)情況后制定初步救援方案。在方案的落實(shí)過程中應(yīng)積極疏導(dǎo)乘客,減小影響范圍,切實(shí)保證運(yùn)輸安全。若因弓網(wǎng)故障導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或相關(guān)設(shè)施系統(tǒng)受損,將加大故障搶修的難度,因此,需要先根據(jù)受損結(jié)構(gòu)或設(shè)施的實(shí)際情況采取處置措施,為正式搶修工作創(chuàng)造安全的環(huán)境?,F(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人組織人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng),根據(jù)救援方案的要求展開搶修工作。現(xiàn)場(chǎng)人員需要精準(zhǔn)劃定搶修區(qū)域,任何與搶修作業(yè)無(wú)關(guān)的人員均不可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。為提高救援效率,各專業(yè)搶修隊(duì)伍在做好自身專業(yè)工作的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)配合、協(xié)同作業(yè),打通信息溝通渠道,縮短故障搶修的時(shí)間,恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。
為預(yù)防弓網(wǎng)故障出現(xiàn),應(yīng)依托計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與信息化技術(shù),構(gòu)建弓網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),在弓網(wǎng)中設(shè)置若干數(shù)量傳感器裝置,傳感器持續(xù)向系統(tǒng)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),工作人員對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與額定值,即可準(zhǔn)確掌握弓網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)故障問題,快速鎖定故障點(diǎn)與開展檢修工作。例如,在某電氣化鐵路工程中,弓網(wǎng)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括接觸線高度、拉出值、振動(dòng)補(bǔ)償值、雙支接觸線高度差、雙支接觸線橫向距離。其中,拉出值測(cè)量范圍為±625mm、分辨率為1mm、最大允許誤差為±10mm。大大降低了弓網(wǎng)故障的發(fā)生率。
首先,需要基于接觸網(wǎng)工作區(qū)域的地理?xiàng)l件和氣候環(huán)境條件進(jìn)行針對(duì)性防控和處理。在接觸網(wǎng)故障防護(hù)處理工作中,受雷電天氣和各種自然災(zāi)害因素的影響,對(duì)鐵路接觸網(wǎng)所產(chǎn)生的干擾相對(duì)較大,同時(shí)所形成的破壞性存在一定的隨機(jī)現(xiàn)象。因此,在工程設(shè)計(jì)防護(hù)工作過程中必須充分考慮到外部天氣環(huán)境因素對(duì)接觸網(wǎng)的運(yùn)行工作狀態(tài)所產(chǎn)生的干擾。尤其在一些雷雨天氣頻發(fā)的地區(qū),可以在鐵路沿線部分增加避雷器設(shè)備數(shù)量,同時(shí)架設(shè)避雷線。避雷線需要直接安裝在接觸網(wǎng)鋼柱的頂部區(qū)域,同時(shí)通過采取綜合接地處理工作方法,接地極和地面之間的接觸電阻大小設(shè)計(jì)方面必須符合接觸網(wǎng)的防護(hù)工作要求,當(dāng)接地極達(dá)到運(yùn)行工作期限和條件之后,則需要對(duì)接地電阻進(jìn)行有效檢測(cè),觀察接觸網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)情況是否保持正常。
1.避免拉弧燒損
在避免拉弧燒損方面相關(guān)人員可以從拉弧燒損原因入手,阻斷其發(fā)生的源頭,為接觸網(wǎng)質(zhì)量提升提供支持。相關(guān)人員需要及時(shí)加強(qiáng)受電弓監(jiān)測(cè)力度,一旦發(fā)現(xiàn)其發(fā)生變形要第一時(shí)間進(jìn)行更換。剛性定位線夾設(shè)計(jì)方面,可采用專業(yè)BIM 技術(shù),反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬,提升剛性接觸網(wǎng)質(zhì)量。相關(guān)工作人員在日常監(jiān)測(cè)中要關(guān)注受電弓位置的變化,一旦發(fā)現(xiàn)其不平滑要及時(shí)進(jìn)行處理,阻斷拉弧燒損出現(xiàn)的原因。
2.加強(qiáng)接觸線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
相關(guān)人員可以利用先進(jìn)技術(shù),對(duì)剛性接觸網(wǎng)中接觸線進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)對(duì)受損的接觸線進(jìn)行處理,且在監(jiān)測(cè)中需要注重監(jiān)測(cè)錨段關(guān)節(jié)、分相絕緣器接頭、整備線隔離開關(guān)等接觸線常發(fā)故障部位。
接觸網(wǎng)停電后現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)感知情況,并與調(diào)度指揮中心取得聯(lián)系,加強(qiáng)信息反饋,通過多方協(xié)作確認(rèn)故障信息,確保信息無(wú)誤后向值班調(diào)度報(bào)告。在故障處理過程中,調(diào)度指揮中心主要負(fù)責(zé)前期的應(yīng)急指揮,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況生成預(yù)案后交給現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮部,合理調(diào)度專業(yè)人員。現(xiàn)場(chǎng)指揮期間根據(jù)弓網(wǎng)故障的實(shí)際情況采取相適應(yīng)的組織規(guī)劃,若故障發(fā)生在車場(chǎng),前期由場(chǎng)調(diào)指揮;若故障發(fā)生于正線,應(yīng)由值班站長(zhǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃,指揮故障處理工作。
綜上所述,電氣化鐵路接觸網(wǎng)故障具有成因復(fù)雜與形式多樣的特征,工作人員需要深入了解接觸網(wǎng)故障問題的主要產(chǎn)生原因,綜合采取上述故障防護(hù)措施,重點(diǎn)開展接觸網(wǎng)日常維護(hù)檢修與狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作,有效預(yù)防與及時(shí)解決接觸網(wǎng)故障問題,改善電氣化鐵路運(yùn)輸能力與接觸網(wǎng)工作質(zhì)量,推動(dòng)中國(guó)鐵路事業(yè)的健康發(fā)展。