1、17題 目： 接觸網常見故障及其維修方法專 業(yè)： 電氣工程及其自動化(鐵道電氣化) 學 號： 姓 名： 指導教師： 學習中心： 西 南 交 通 大 學 網 絡 教 育 學 院年 月 日院系 西南交通大學 專 業(yè) 電氣工程及其自動化(鐵道電氣化) 年級 ) 學 號 姓 名 學習中心 指導教師 題目 接觸網常見故障及其維修方法 指導教師評 語 是否同意答辯 過程分(滿分20) 指導教師 (簽章) 評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯組組長 (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 論 文 任 務 書班 級 學生姓名 學 號 開題日期： 完成日期： 題 目 接觸網常見故障及其維修方法 1、 本論文

2、的目的、意義 通過專本的學習，對鐵道接觸網有更深一步的了解， 接觸網是一種特殊的供電線路,本文通過對接觸網各部分的認識以及對現存問題的建議,希望可以提高接觸網的運行品質和安全可靠性,為正在進行的大規(guī)模鐵路建設,尤其是電氣化鐵路建設提供有利的幫助,促進鐵路事業(yè)更加飛速的發(fā)展。 2、 學生應完成的任務 開題，論文設計，論文撰寫。 3、 論文各部分內容及時間分配：（共 4 周） 第一部分摘要 、 緒論 ( 1 周) 第二部分電氣化鐵道 ( 1 周) 第三部分電力接觸網 ( 1 周) 第四部分接觸網故障 ( 1 周) 第 部分 ( 周) 評閱或答辯 ( 周)4、 參考文獻 譚秀炳.交流電氣化鐵道供電系

3、統(tǒng).成都：西南交通大學出版社，2002 曹建猷.電氣化鐵道供電系統(tǒng).北京：中國鐵道出版社，1983 備 注 指導教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日誠信承諾一、 本論文是本人獨立完成；二、 本論文沒有任何抄襲行為；三、若有不實，一經查出，請答辯委員會取消本人答辯（評閱）資格。承諾人（鋼筆填寫）： 2011 年10月9日目 錄第1章 緒論81.1電氣化鐵路行業(yè)概述81.2電氣化鐵道的優(yōu)越性8第2章 電力接觸網供電系統(tǒng)概92.1接觸網概念92.2接觸網組成部分92.3接觸懸掛的類型102.4接觸網供電方式112.5接觸網的特點及要求11第3章 接觸網故障123.1電氣燒傷故障123.2目前電

4、氣化鐵路行業(yè)檢測手段123.3電氣燒傷故障問題原因分析123.4各種電氣裝置如不提前預防事故的發(fā)生造成的后果143.5紅外線測溫在檢測牽引供電中遇到的問題143.6針對接觸網的故障，可以采取以下措施來提高其供電可靠度15J致 謝17參考文獻18摘 要 針對鐵路牽引供電系統(tǒng)中接觸網常見故障現象產生的原因進行了整體分析，并提出了有針對性的技術措施由，為牽引供電系統(tǒng)的運行維護提供借鑒。關鍵詞：接觸網 故障 原因分析 電氣裝置第1章 緒論1.1電氣化鐵路行業(yè)概述目前，我國列車牽引方式有蒸汽機車牽引、內燃機車牽引和電力機車三種，其中采用電力機車牽引列車的鐵路稱為電氣化鐵路。根據國家積極擴大內需、加快鐵路

5、基本建設的戰(zhàn)略部署,到2010年,我國鐵路營業(yè)里程將達到11萬km,電氣化率達到50%以上。鐵路電氣化是中國鐵路發(fā)展的最終目標。而作為電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的主體接觸網,其性能的優(yōu)劣直接決定著電力機車受電弓的受流質量,最終影響列車的運行速度與安全。而且接觸網的特殊性主要表現在露天設置,對氣候變化敏感;無備用性(決定它的脆弱性和重要性);機電復合性;負荷的不確定性和移動性。由于這些特殊性,接觸網故障復雜而頻發(fā)。因此對電氣化鐵路接觸網的探討任重而道遠。在電氣化鐵道上，運行電氣列車，在鐵路沿線設有向電力機車和電動車供電的電力牽引供電系統(tǒng)。電力牽引具有馬力大，速度快、能耗低、效率高等特點，使用電力牽引

6、的區(qū)段，運輸能力明顯提高，運輸成本大為降低，同時，機車性能、工作條件等較內燃機車更好。是我國鐵路牽引動力今后的發(fā)展方向。電力機車的廣泛使用同時也使得在鐵路系統(tǒng)上的設備越來越多，這樣如何對電氣或機械設備進行有效的檢測，就成為當前的重要問題。1.2電氣化鐵道的優(yōu)越性 技術經濟優(yōu)越性 電力機車動車本身不帶原動機和燃料，比功率大，與內燃機車和內燃動車相比，在相同或相近的持續(xù)牽引力下持續(xù)速度高一倍以上，牽引相同重量的列車可以實現更高的額定最高速度，而且恒功速度范圍寬，電制動功率也大，所以起、制動和加、減速性能也均較優(yōu)越。電力牽引這種快跑、多拉的特性能更充分地滿足鐵路運輸對提高行車速度、增加列車重量和加大

7、行車密度的綜合要求，從而更加有利于：大幅度提高旅客運輸的旅行速度和高附加值商品運輸的送達速度；組織煤炭、建材、糧食等大宗貨物的高效、快捷的重載直達運輸；發(fā)揮速度優(yōu)勢，不斷推出運輸新產品，拓廣鐵路運輸的營銷范圍，增強其在運輸市場上的競爭實力。特別軌道交通與高速公路、航空運輸協(xié)調發(fā)展的“運輸走廊”，吸引大中城市間和市郊運輸的大量客流轉乘高速和快速電氣列車，可以明顯改善人們的旅行條件、緩解交通堵塞、減少大氣污染、節(jié)省石油及土地等有限資源。這種超越上述企業(yè)效益的重大國民經濟效益和社會效益，在喚醒發(fā)達國家的政府和社會對鐵路公益性的再認識，為鐵路發(fā)展獲取資金和支持方面，起了重要的作用。第二章 電力接觸網供

8、電系統(tǒng)概述2.1接觸網概念 接觸網是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。接觸網擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。因此接觸網的質量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。鐵路電氣化是中國鐵路發(fā)展的最終目標。電氣化鐵路工程又稱為“四電工程”，包括“接觸網”、“變電”、“信號”、“通信”，其中以接觸網作為鐵路電氣化工程的主構架。接觸網主要包含以下幾項內容：1.基礎構件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎；2.基礎安裝結構件，這項內容的作用主要是連接接觸網導線和基礎構件；3.接觸網導線，這部分作用就是傳輸電流給電力機車；4.其他輔助構件，包括回流

9、線、附加懸掛等。 2.2接觸網組成部分接觸網是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎幾部分組成。 1、接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設在支柱上，其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機車。接觸懸掛的彈性是其質量優(yōu)劣的主要標志。接觸懸掛的彈性是指懸掛中某一點在受電弓的壓力下,每單位垂直力使接觸線升高的程度。接觸懸掛彈性的衡量標準有二:一是彈性的大小,取決于接觸線的張力;二是彈性的均勻程度,它取決于接觸懸掛的結構。為了使接觸懸掛具有良好的彈性,以使受電弓高質量地取流,從而提高電力機車的運行速度,就

10、必須對與懸掛彈性有關的設備結構進行研究和改革。 2、支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負荷傳給支柱或其它建筑物。根據接觸網所在區(qū)間、站場和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串，棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設備。 3、定位裝置包括定位管和定位器，其功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運行軌跡范圍內，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負荷傳給支柱。4、支柱與基礎用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負荷，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。我國接觸網中采用預應力鋼筋混凝土支柱和鋼柱，基礎是對鋼支柱而言的，即鋼支柱固定在下面的鋼筋混凝土制成的基礎上，由基

11、礎承受支柱傳給的全部負荷，并保證支柱的穩(wěn)定性。預應力鋼筋混凝土支柱與基礎制成一個整體，下端直接埋入地下。 隨著電氣化鐵道的運營,接觸網支柱基礎長期遭受環(huán)境和列車載荷的反復作用,并由于線路路基修建以及電氣化改造時受技術條件、經濟條件、施工質量與工藝標準的限制和影響,接觸網支柱基礎存在著一些影響安全供電的潛在隱患,如:支柱基礎下沉、基坑土質沉陷流失、支柱基礎邊坡滑塌等,接觸網支柱基礎病害的存在,直接影響了接觸網檢修質量的穩(wěn)定性,加重了接觸網養(yǎng)護維修工作質量,也縮短了支柱所掛接觸網維護周期。 2.3接觸懸掛的類型 接觸網的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。我們所講的接觸懸掛的分類是對接觸網的每個錨段而

12、言的。接觸懸掛的種類較多，一般根據其結構的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。 簡單接觸懸掛系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。國內外對簡單懸掛做了不少研究和改進。我國現采用的帶補償裝置的彈性簡單懸掛系在接觸線下錨處裝設了張力補償裝置，以調節(jié)張力和弛度的變化。在懸掛點上加裝816m長的彈性吊索，通過彈性吊索懸掛接觸線，這就減少了懸掛點處產生的硬點，改善了取流條件。另外跨距適當縮小，增大接觸線的張力去改善弛度對取流的影響。 鏈形懸掛的接觸線是通過吊弦懸掛在承力索上。承力索懸掛于支柱的支持裝置上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點，利用調整吊弦長度，使接觸線在整個跨距內對

13、軌面的距離保持一致。鏈形懸掛減小了接觸線在跨距中間的弛度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機車高速運行取流的要求。 2.4接觸網供電方式 接觸網供電方式有單邊、雙邊供電和越區(qū)供電。 1、單邊和雙邊供電為正常的供電方式。 單邊供電：供電臂只從一端的變電所取得電流的供電方式。 雙邊供電：供電臂從兩端相鄰的變電所取得電流的供電方式。 2、越區(qū)供電是一種非正常供電方式（也稱事故供電方式）。 越區(qū)供電是當某一牽引變電所因故障不能正常供電時，故障變電所擔負的供電臂，經開關設備成分區(qū)亭同相鄰的供電臂接通，由相鄰牽引變電所進行臨時供電。 復線區(qū)段的供電情況與上述類同，但牽引變電所饋出線有

14、四條，分別向兩側上、下行接觸網供電。牽引變電所同一側上、下行實現并聯供電，提高供電臂末端電壓。越區(qū)供電時，通過分區(qū)亭內的開關設備去實現。 2.5接觸網的特點及要求 接觸網擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。因此接觸網的質量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。 由于接觸網是露天設置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網提出以下要求： 1、在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車正常取流，要求接觸網在機械結構上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。 2、接觸網設備及零件要有互換性，應具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設備的使用年

15、限。 3、要求接觸網對地絕緣好，安全可靠。 4、設備結構盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。在事故情況下，便于搶修和迅速恢復送電。 5、盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。 第三章 接觸網故障 3.1電氣燒傷故障 在鐵路電氣化接觸網設備的各類故障中，電氣燒傷故障因其事前難以發(fā)現而危害性又大，已越來越引起供電運營檢修部門的重視。在電氣化鐵道中，接觸網設備是在力與電的雙重作用下工作的，所以機械故障和電氣燒傷故障構成了接觸網故障的主體。在接觸網運行了多年、牽引運能不斷增加的情況下，設備的電氣燒傷現象已越來越突出，而且電氣燒傷問題在事前又不易于發(fā)現，危害性很大。因此，在預防和防治接觸網設

16、備發(fā)生電氣燒傷故障已成為供電運營單位為確保供電安全的一個重要任務。 3.2目前電氣化鐵路行業(yè)檢測手段接觸網是一種特殊的供電設備由于其結構和使用條件的特殊性，其故障也多種多樣。對其故障現象、原因和應采取措施的研究有助于加強對其故障本源的認識，不斷提高技術和檢測手段，目前在鐵路電氣化牽引電氣檢測方面主要以紅外線測溫為主，但這種檢測方式遇到的問題也非常多，給日常的檢測工作帶來了一定的不便。 3.3電氣燒傷故障問題原因分析1、在電氣化設計中，雖對線路牽引運能的增加裕量有所考慮，但隨著鐵路運輸發(fā)展，現在牽引運能的增加已超出了裕量。原采用的一些線索因持續(xù)載流量偏小而承受不了大電流的長期運行，就發(fā)生了電氣燒

17、傷。2、 接觸網主導電回路由饋電線、隔開、隔開引線、承力索、接觸線、電聯接器、吸變、吸變引線等組成。各部分間由各種線夾進行連接，使這一回路沿鐵路延伸，滿足向電力機車供電的需要。主導電回路必須良好，才能保證電流的暢通；若存有缺陷，將引起局部載流過大、零部件分流嚴重，從而燒傷接觸網設備。3、電氣聯接部分因連接不良或長時間運行松動等原因引起的電、化學腐蝕，造成主導電回路的截面（或當量截面積）不足，電氣連接阻抗加大，從而導流不暢，燒傷接觸網設備。如：將承力索納入了電聯接器電氣導流的一部分；電聯接線夾大小槽裝反；線夾內有雜物；設備線夾間非面面接觸等等。4、 站場中的接觸網結構比較復雜，在進行電氣連接時，

18、由于種種原因造成主導電回路不閉合、主導電通道迂回，引起分流嚴重而燒傷接觸網零部件。5、 設計的接觸網結構中某些不應有電流通過的地方，而由于某些條件的巧合通過了全部或部分牽引電流。由于這些地方沒有保證牽引電流（或其分流）通過的必要的電氣連接，所以燒傷了接觸網設備。6、立體交叉的線索、線索與支持裝置間，由于線路阻抗的不同而形成電壓差，在風力、溫度變化、振動等因素的作用下，它們之間的距離不夠，造成放電現象，放電電弧燒傷了接觸網設備。7、兩端屬同相而不同饋線供電的絕緣錨段關節(jié)、分段絕緣器，因供電臂的阻抗不同而形成電壓差，當電力機車通過受電弓短接兩供電臂瞬間，在短接點處產生電弧，造成設備的燒傷。8、然而

19、在施工時未嚴格執(zhí)行有關標準，導致電聯接器的結線不正確、線夾安裝不標準。現行的檢修規(guī)程中對電氣聯接的電氣標準沒有量化指標，使得供電部門在具體檢修時“無章可循”。對電氣聯接缺乏行之有效的檢測方法和手段，在具體檢修中多是做些外觀上的檢查。工區(qū)存在“涂油”的認識誤區(qū)。為防止設備檢修質量驗收時扣分，檢修人員在平時檢修時對接觸網設備抹涂大量的黃油，致使設備的內部電氣燒傷缺陷不能及時地被發(fā)現。如：為防止電聯接散股扣分，在電聯接表面抹涂上一層厚厚的黃油。對設備的巡視特別是夜巡工作執(zhí)行不力。 3.4各種電氣裝置如不提前預防事故的發(fā)生造成的后果1、電氣連接線夾發(fā)熱。原因是電聯結線夾未按規(guī)定安裝或在運行過程中發(fā)生螺

20、栓松動、電力復合脂老化等缺陷，使電聯結處接觸電阻增加進而發(fā)熱量增加，使線夾發(fā)熱而燒傷線索，嚴重情況下燒斷線索。2、線索(接觸線、承力索、供電線、回流線、吸上線)自電氣接續(xù)部分斷股或斷開。原因是站場股道電聯結設置位置或數量不合理，使股道間接觸懸掛在機車取流的情況下產生較大的壓差，接觸懸掛在軟橫跨上產生環(huán)流，從而在懸吊滑輪或定位器根部等電氣薄弱環(huán)節(jié)產生拉放電傷現象。3、設備線夾、接頭線夾、吸上線與軛流圈連接處燒傷。軟橫跨環(huán)流造成承力索懸吊滑輪處或定位器根部定位鉤處燒傷。原因是不同懸掛問非穩(wěn)定性接觸也會造成線索問放電：當2不同懸掛立體交叉時如果2支懸掛均為載流懸掛當其中1支有大負荷電流時，根據潮流計

21、算可知，在2懸掛問會形成電位差，此時如果2懸掛問存在非穩(wěn)定性接觸，則在2懸掛問就會產生過渡電弧進而燒傷線索。此種情況一般發(fā)生在站場交叉承力索問和非支接觸線與工支定位管問。 4、通過以上故障原因分析接觸網既然是機、電合一的特殊供電設備，因此在運行過程中不可避免發(fā)生電氣方面的問題。電氣方面故障雖數量不多，但一旦發(fā)生，則會造成嚴重影響，甚至造成塌網、斷線故障。 3.5 紅外線測溫在檢測牽引供電中遇到的問題1、在檢測變電所開關柜內部觸頭部位的時候必須要把開關柜的門打開才能檢測，否則是無法完成檢測工作的。2、在檢測接觸網電氣連接部位的時候，需點對點進行檢測，這樣非常消耗時間，根據天氣溫度的變化檢測結果容易出現誤差。3、一些專業(yè)用戶還提出紅外線測溫儀在使用過程中經常出現精度不高、反應速度慢、重復率低、遠距離光斑瞄準困難等等。從以上3點可以看出紅外線測溫技術針對電氣連接部位過熱的檢測能起到一定的作