龙文章毕业论文
题目：接触网常见故障及其处理专业：电气化铁道技术
学号：201113180017
姓名：龙文章
指导教师：任杨
学习中心：贵阳供电段
贵阳职业技术学院
轨道交通分院
年月日
院系轨道交通分院专业电气化铁道技
年级2011级学号201113180017 姓名龙文章
学习中心贵阳供电段指导教师任杨
题目接触网常见故障及其处理
指导教师
评语
是否同意答辩过程分(满分20)
指导教师(签章) 评阅人
评语
评阅人(签章) 成绩
答辩组组长(签章)
年月日
毕业论文任务书
班级电气化铁道技术学生姓名龙文章
学号201113180017 开题日期：2014年4月20日完成日期：2014 年月日
题目接触网常见故障及其处理
1、本论文的目的、意义通过专本的学习，对铁道接触网有更深一步的了解，接触网是一种特殊的
供电线路,本文通过对接触网各部分的认识以及对现存问题的建议,希望可以提高接触网的运行品质和安全可靠性,为正在进行的大规模铁路建设,尤其是电气化铁路建设提供有利的帮助,促进铁路事业更加飞速的发展。
2、学生应完成的任务开题，论文设计，论文撰写。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 4 周）
第一部分摘要、绪论( 1 周)
第二部分电气化铁道( 1 周)
第三部分电力接触网( 1 周)
第四部分接触网故障( 1 周)
第五部分故障的处理( 1 周) 评阅或答辩( 周)
4、参考文献
谭秀炳.交流电气化铁道供电系统.成都：西南交通大学出版社，2002
曹建猷.电气化铁道供电系统.北京：中国铁道出版社，1983
备注
指导教师：年月日
审批人：年月日
诚信承诺
一、本论文是本人独立完成；
二、本论文没有任何抄袭行为；
三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消
本人答辩（评阅）资格。
承诺人（钢笔填写）：
2011 年10 月9 日
目录
第1章绪论 (8)
1.1电气化铁路行业概述 (8)
第2章电力接触网供电系统概述 (9)
2.1接触网概念 (9)
2.2接触网组成部分 (9)
第3章接触网故障 (12)
3.1常见故障 (12)
3.2常见故障处理措施 (12)
3.3电气烧伤故障问题原因分析 (12)
3.4电气联结方面故障 (14)
3.5绝缘方面故障 (15)
第四章总结
4.1故障现象
4.2原因分析
4.3采取措施
致谢
参考文献
摘要
接触网是电气化铁道重要的行车设备。为保证接触网运行安全可靠，在接触网运行与维修的过程中，必须坚持“预防为主，修养并重”的方针，按照“周期检测，状态维修、寿命管理”的原则，遵循精益细化、机械化、集约化的检修方式，依靠科技进步，积极采用接触网自动化检测手段和机械化维修手段，提高接触网维修技术参数的精准度，不断提高接触网的运行品质和安全可靠性。
《关键词》：接触网运行与检修故障原因分析及处理电气装置
第1章绪论
1.1电气化铁路行业概述
目前，我国列车牵引方式有蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车三种，其中采用电力机车牵引列车的铁路称为电气化铁路。根据国家积极扩大内需、加快铁路基本建设的战略部署,到2010年,我国铁路营业里程将达到11万km,电气化率达到50%以上。铁路电气化是中国铁路发展的最终目标。而作为电气化铁路牵引供电系统的主体接触网,其性能的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量,最终影响列车的运行速度与安全。而且接触网的特殊性主要表现在露天设置,对气候变化敏感;无备用性(决定它的脆弱性和重要性);机电复合性;负荷的不确定性和移动性。由于这些特殊性,接触网故障复杂而频发。因此对电气化铁路接触网的探讨任重而道远。
在电气化铁道上，运行电气列车，在铁路沿线设有向电力机车和电动车供电的电力牵引供电系统。电力牵引具有马力大，速度快、能耗低、效率高等特点，使用电力牵引的区段，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，机车性能、工作条件等较内燃机车更好。是我国铁路牵引动力今后的发展方向。电力机车的广泛使用同时也使得在铁路系统上的设备越来越多，这样如何对电气或机械设备进行有效的检测，就成为当前的重要问题。
第二章电力接触网供电系统概述
2.1接触网概念
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。铁路电气化是中国铁路发展的最终目标。电气化铁路工程又称为“四电工程”，包括“接触网”、“变电”、“信号”、“通信”，其中以接触网作为铁路电气化工程的主构架。接触网主要包含以下几项内容：1.基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；2.基础安装结构件，这项内容
的作用主要是连接接触网导线和基础构件；3.接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；4.其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。
2.2接触网组成部分
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。
1、接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。接触悬挂的弹性是其质量优劣的主要标志。接触悬挂的弹性是指悬挂中某一点在受电弓的压力下,每单位垂直力使接触线升高的程度。接触悬挂弹性的衡量标准有二:一是弹性的大小,取决于接触线的张力;二是弹性的均匀程度,它取决于接触悬挂的结构。为了使接触悬挂具有良好的弹性,以使受电弓高质量地取流,从而提高电力机车的运行速度,就必须对与悬挂弹性有关
2、支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
3、定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。
4、支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。随着电气化铁道的运营,接触网支柱基础长期遭受环境和列车载荷的反复作用,并由于线路路基修建以及电气化改造时受技术条件、经济条件、施工质量与工艺标准的限制和影响,接触网支柱基础存在着一些影响安全供电的潜在隐患,如:支柱基础下沉、基坑土质沉陷流失、支柱基础边坡滑塌等,接触网支柱基础病害的存在,直接影响了
接触网检修质量的稳定性,加重了接触网养护维修工作质量,也缩短了支柱所挂接触网维护周期。
第三章接触网故障
一、接触线断线：
当发现导线断线时，应查明断线两侧导线损伤情况及破坏是否波及到中心锚结和补偿装置：（1）、如果断头两侧导线没有较大的损伤，导线长度没有变化，可以直接紧线（紧线前卸掉这半个锚段的下锚坠砣5-8块，导线可紧回300mm左右）做回头恢复。注意：必须检查接头不打弓，及锚段关节处技术状态和中心锚结绳是否松驰，定位、吊弦偏移如何。（2）、断头处导线严重损伤50m左右。这种情况必须另接一段导线，可先在地面上做好一个接头后紧线，再在车上做另一接头。注意：a、接线时，未紧好张力，不能先剪线，以防止新线不够长，造成返工；b、接头紧固防抽脱，接头线夹不能打弓，接头线夹底层和导线底面平滑，防打弓；
c.、检查锚段关节处技术状态和中心锚结绳是否松驰，定位、吊弦偏移如何。（3）、导线断线，且被列车拉（挂）严重损伤较多，或断几处。这种情况一般应用紧线器使网脱离接地体并装上电连结在电路畅通后，送电降弓通过，再组织换线。注意：A、两头下锚必须紧固，防止抽脱； B、必须汇报准确升降弓标的公里数，安排好升降弓人员，防止降弓不及时造成事故扩大。
二、承力索断线:（1）、如果说破坏范围在一个跨距之内，用紧线器紧起承力索，一次性恢复。如果破坏范围较大，短时间内不能恢复时，可先将承力索两个断头下死锚，后要点接承力索。（2）、隧道内承力索断线，且故障点停有列车不利抢修时，可利用车顶或梯子，先紧起承力索，申请送电，待列车走后再停电处理。
三、支柱折断:（1）、下锚支柱折断a、抢修方案一般是在两转换间，将承力索和导线合并，再立小铁塔撑起悬挂、导线定位。b、也可以直接立一个G5/9.5铁塔做为临时锚柱，打好拉线硬锚，此方法应注意岔枕端头下部必须垫好，防止岔枕折断。（2）、中间柱折断在直线区段中间柱折断时，可不立支柱不定位，只需将承力索用紧线器紧一下张力，保证导线的高度在5350mm以上，结构高度大于250mm时，送电开车，以后再要点处理。在曲线时：a、如果支柱在路堑区段或山沿时，可在高处打地锚通过绝缘子串用3股4.0铁线加软定位器分别固定导线承力索的方法抢修。b、如果支柱断茬距地面300mm以上时，可将立杉木杆或小铁塔在支柱断茬以下的根部用铁线绑扎死，打上“人”字形拉线，通过绝缘子串用3股40的铁线加软定位器分别固定导线承力索。c、如果支柱从地面折断，用立杉木杆时须在地面上挖500mm左右的坑用小铁塔时须在道床上穿好两根岔枕，其它情况同上。d、隧道埋入杆件烧断或脱落（1）埋入杆件在直线上：导线未超出受电弓范围，可将定位或悬挂拆除，以保证电力机车正常通过。（2）曲线上只断定位埋入杆件，可在悬挂上加临时定位，以保证运行。（3）如果定位悬挂埋入杆件均折断短隧道时：可利用降弓通过的方法，在隧道两头设置升降弓标。长隧道时：可用射钉枪在原悬挂及定位旁打射钉，加专用零件来固定线、索。e、软横跨支柱折断。（1）、钢柱碰弯：打拉线的方法，先行通车。（2）、钢柱、水泥柱折断曲线上：这种情况可立大杉木杆或小铁塔，用手搬葫芦固定上下部固定绳，保证结构高度、导高、拉出值。横向承力索吊起来或盘在上部固定绳上不受力，不影响送电即时可。不论用小铁塔或杉木杆，必须打好“人”字形拉线。（3）、钢柱、水泥柱折断，在直线上，可拆除软横跨，不定位，保证导线高度在5350mm 以上，必要时，可分别紧各股道的承力索，以保证导高。
四、隔离开关事故:开关引线烧断或支持绝缘子爆炸：将四跨或区分绝缘器短接，甩掉开关，也可以从开关上拆除引线后，将2根引线用并沟线夹接通，并报告电调。
五、分段绝缘器故障:（1）、车站货物线或侧线上分段绝缘器闪络、击穿：车站货物线或侧线上分段绝缘器闪络或击穿时，合上隔离开关，送电即可，并在车站运统－17上签字，注明该处隔离开关处于合闸位置，禁止使用，并在值班员签字后收回钥匙（2）、绝缘器零件脱落。车站货物线或侧线路分段绝缘器零件脱落，但不影响其它线路列车运行，先到车站办理封锁接触网手续，然后申请停电点处理。站场馈线间分段绝缘器零件故障，未击穿时可降弓通过，随后停电更换零件或整体。
六、分相绝缘器闪络、击穿:分相绝缘器闪络、击穿，应先将该分相两侧的供电臂停电，由接触网人员合上该分相处的隔离开关或用电连接线短接该分相，然后越区供电。越区供电前，电调要依照越区供电方案命令变电所调整相应断路器微机保护的整定值，并将限制列车运行的要求以书面形式通知列车调度。送电后，变电所值班人员要时刻监视设备的运行状态，过负荷时，立即报告电调。
七、绝缘子事故:（1）、绝缘子闪络：可擦干后送电（2）、绝缘子击穿、爆炸或折断，必须更换。
八、补偿绳断:最好的方法就是用手搬葫芦将下锚硬锚在锚柱上，检查锚段关节及波及的半个锚段的技术合格即可送电通车，以后再要点恢复。
九、弓网事故:弓网事故由供电设备引起的，大致有以下几种:定位坡度小于规定，导线接头偏磨，非工作支抬高量不够，拉出值过大等。电力机车通过时，造成受电弓打、碰、钻、刮，最终导致弓网事故。在处理弓网事故时，除对被刮坏设备抓紧处理外，必须对机车运行过的区间及后方站场进行认真巡视，向机车司机了解接触网设备情况和机车受电弓损坏的具体位置，以便尽快查找到设备故障点。
十、列车脱线配合：列车冲突、脱线和翻车，均可影响接触网设备，或遭到不同程度的破坏，如果救援列车吊事故车辆，接触网工区必须到事故现场配合，在配合抢修时，我们必须按照下列原则执行：a、听从命令，服从统一指挥，顾全大局，保证抢修。b、主动与其它单位或上级领导取得联系，密切配合，决不能因为不是我们的事故袖手旁观或不积极主动工作。c、利用吊车起复时，需移动接触网，我们必须拿出最佳方案，做到尽量少动接触网，又不影响起吊，动后又容易恢复，同时要在10-20分钟内必须移动完接触网，减少吊车等待时间。一般方法是：派人在波及的这半个锚段的下锚柱处用手搬葫芦吊起坠砣，导线、承力索失去张力，然后用滑轮组将导线和承力索同时向支柱侧拉，保证起吊，这种方法恢复时，松动滑轮组和手搬葫芦，放下即可。d、如果接触网遭到破坏，应在起复列车的同时留部分人员配合，另一部分人员进行交叉作业，尽可能地做好接触网恢复工作，可在不影响吊车的地方立杆，装支撑装置、放线、换线等工作，待吊车作业结束，应尽快恢复接触网设备，最低限度地压缩恢复时间，保证提前开通线路。e、如在车站咽喉地段发生事故，此处接触网设备比较复杂，抢修方法也不尽相同，总的原则是：先通正线，同时保证两个以上的股道开通。
第二节、常见故障处理措施
(1)严格验收程序：在验收阶段不仅对接触网各部参数进行测量验收，还要对接触网各部螺栓进行检查，防止设备带病投人运行。
(2加强对接触网参数的监测：严格按照测量、巡视周期对接触网行监测，掌握设备技术状态，发现问题及时处理。接触网参数测量主要对影响弓网取流的接触网参数进行测量：如线岔、锚段关节、分段、分相、中心锚结、接触线参数等。对测量后参数要进行综合分析，以发现和解决缺陷。
(3)加强对接触网各部螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的平推、检查：在设备投人时要对各部螺栓进行平推紧固，在此基础上通过抽查逐步摸索螺栓动态松动周期，及时进行紧固，确保各部参数处于标准范围。同时在有条件的情况下尽可能多地使用防松螺母及垫片
(4)对不能适应列车运行条件的接触网部件和处所进行改造：如高速动车组运行区段的分段、分相和抬高受限处所。对容易脱落打弓的部件如“邻线有电牌”进行更换。
(5)严格按照温度曲线安装、调整设备：保证设备不致因温度变化而产生卡滞、过紧、过松而使接触网参数发生变化。
(6)加强设备抵抗自然灾害的能力：如给支柱修建护坡和设立防护桩等。
第三节、电气烧伤故障原因分析：
（1）在电气化设计中，虽对线路牵引运能的增加运量有所考虑，但随着铁路运输发展，现在牵引运能的增加已超出了裕量。原采用的一些线索因持续载流量偏小而承受不了大电流的长期运行，就发生了电气烧伤。
（2）接触网主导电回路由馈电线、隔开、隔开引线、承力索、接触线、电联接器、吸变、吸变引线等组成。各部分间由各种线夹进行连接，使这一回路沿铁路延伸，满足向电力机车供电的需要。主导电回路必须良好，才能保证电流的畅通；若存有缺陷，将引起局部载流过大、零部件分流严重，从而伤接触网设备。
（3）电气联接部分因连接不良或长时间运行松动等原因引起的电、化学腐蚀，造成主导电回路的截面（或当量截面积）不足，电气连接阻抗加大，从而导流不畅，烧伤接触网设备。如：将承力索纳入了电联接器电气导流的一部分；电联接线夹大小槽装反；线夹内有杂物；设备线夹间非面面接触等等。
（4）站场中的接触网结构比较复杂，在进行电气连接时，由于种种原因造成主导电回路不闭合、主导电通道迂回，引起分流严重而烧伤接触网零部件。
（5）设计的接触网结构中某些不应有电流通过的地方，而由于某些条件的巧合通过了全部或部分牵引电流。由于这些地方没有保证牵引电流（或其分流）通过的必要的电气连接，所以烧伤了接触网设备。
（6）立体交叉的线索、线索与支持装置间，由于线路阻抗的不同而形成电压差，在风力、温度变化、振动等因素的作用下，它们之间的距离不够，造成放电现象，放电电弧烧伤了接触网设备。
（7）两端属同相而不同馈线供电的绝缘锚段关节、分段绝缘器，因供电臂的阻抗不同而形成电压差，当电力机车通过受电弓短接两供电臂瞬间，在短接点处产生电弧，造成设备的烧伤。
（8）然而在施工时未严格执行有关标准，导致电联接器的结线不正确、线夹安装不标准。现行的检修规程中对电气联接的电气标准没有量化指标，使得供电部门在具体检修时“无章可循”。对电气联接缺乏行之有效的检测方法和手段，在具体检修中多是做些外观上的检查。工区存在“涂油”的认识误区。为防止设备检修质量验收时扣分，检修人员在平时检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，致使设备的内部电气烧伤缺陷不能及时地被发现。如：为防止电联接散股扣分，在电联接表面抹涂上一层厚厚的黄油。对设备的巡视特别是夜巡工作执行不力。
第四节、电气联结方面故障
接触网既然是机、电合一的特殊供电设备，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生，则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障。
①电气连接线夹发热。原因是电联结线夹未按规定安装或在运行过程中发生螺栓松动、电力复合脂老化等缺陷，使电联结处接触电阻增加进而热量增加，使线夹发热而烧伤线索，严重情况下烧断线索。
②线索自电气接续部分断股或断开。原因是站场股道电联结设置位置或数量不合理，使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差，接触悬挂在软横跨上产生环流，从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电伤现象。
③设备线夹、接头线夹、吸上线与轭流圈(或钢轨)连接处烧伤。软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤。原因是不同悬挂问非稳定性接触也会造成线索问放电：当2不同悬挂立体交叉时．如果2支悬挂均为载流悬挂．当其中1支有大负荷电流时，根据潮流计算可知，在2悬挂问会形成电位差，此时如果2悬挂(包括线索问和一线索距另一悬挂的带电部分)问存在非稳定性接触，则在2悬挂问就会产生过渡电弧进而烧伤线索。此种情况一般发生在站场交叉承力索问和非支接触线与工支定位管问。
④通过以上故障原因分析接触网既然是机、电合一的特殊供电设备，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生，则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障。
第五节、绝缘方面故障
接触网作为特殊的高压供电设备，绝缘是其重要的技术指标之一。与地方供电线不同，接触网悬挂高度较低且距离机车较近，容易被环境和混合牵引的机车污染，因此其绝缘难度很大。按照绝缘介质，接触网的绝缘主要分为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘，其两方面有一方发生放电都会影响接触网的正常运行。由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因，绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广，对运输影响也较大，需要认真对待
4.5.1、故障现象
(1)绝缘子闪烙放电乃至击穿。
(2)接触网带电部分对接地体放电。
(3)分段、分相等绝缘部件放电击穿。
(4)因外界物体变化造成接触网对地放电。
4.5.2、原因分析
(1)绝缘子脏污：主要表现为清扫周期过长，周围环境污染严重，使绝缘子表面覆盖了较多的导电介质而放电击穿。
(2)绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境：主要表现为绝缘子虽然按照周期甚至缩短周期进行了清扫，但由于周围污染介质的特殊性如工污染等．使绝缘子在不太脏污的情况下也发生了放电击穿故障。
(3)分段、分相绝缘棒由于与炭材质的受电弓频繁摩擦接触，使其接触表面覆盖了一层碳粉，由于受天窗点的限制而不能及时清扫，使电弧沿其表面发生击穿故障。
(4)接触网带电部分由于受温度变化使其空间几何位置发生变化，当对接地体的距离变小并小于安全距离时即发生对地放电故障。
(5)铁路旁边的建筑物、树木等由于受自然灾害影响而使其状态发生变化，当其对接触网(含供电线)的距离小于安全距离时，接触网也被动发生放电跳闸故障。另外融冰、鸟类打窝用的导电体以及动物本体也会在特定情况下引发短路放电故障。
4.5.3、采取措施
(1)加强绝缘的清扫工作，对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期。
(2)对环境恶劣区段更换为抗污性能强的硅橡胶绝缘子。
(3)对分段、分相等特殊区段绝缘体逐步推广带电清扫模式。
(4)对接触网线索的调整要考虑其温度变化的影响，保证在温度变化时带电部分距接地体保持足够的安全距离。
(5)对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理，保证其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能保证足够的安全距离。
(6)加强对上跨建筑物上积雪的清扫工作和钢柱、横梁上鸟巢的清理工作，防患于未然。