吉林鐵道職業技術學院1畢業設計論文中文題目接觸網弓網故障分析專業電氣化鐵道技術3091班姓名趙玉龍學號090130110指導教師張輝2012年3月15日電氣工程系吉林鐵道職業技術學院2畢業論文設計任務書畢業設計論文題目接觸網弓網故障分析一、畢業設計論文內容本文介紹了接觸網設備事故分類和接觸網設備事故搶修接觸網事故搶修工作做了深入的探討。論文在以討論和辨證高速鐵路接觸網的弓網關系上進行了深入的研究。對跨距內的剮弓事故和線岔處的剮弓事故做了深入的分析。二、基本要求1、內容符合工程實際具有可操作性。2、理論依據充分3、具有自己的見解4、文字格式符合要求5、資料引用要注明出處有據可查三、重點研究內容接觸網是電氣化鐵路的重要組成部分接觸網的質量的優劣將直接影響行車安全和運輸經濟效益做好接觸網的維修是確保接觸網質量的重要手段。本文針對現場實際總結接觸網多年運行經驗和事故案例的分析進行了闡述弓網事故的原因、后果、發現方法和事故預防措施及注意事項進行分析。四、其他需要說明的問題吉林鐵道職業技術學院3下達任務日期2012年2月10日要求完成日期2012年4月25日指導老師吉林鐵道職業技術學院4摘要接觸網是電氣化鐵路的重要組成部分接觸網的質量的優劣將直接影響行車安全和運輸經濟效益做好接觸網的維修是確保接觸網質量的重要手段。發生接觸網設備事故后供電部門的當務之急就是對其進行搶修以最快的速度使其恢復供電。搶修人員到達事故現場后面對破壞的設備首先要解決的問題就是如何進行搶修作業的組織和怎樣才能達到“先通后復”的要求。因而從事接觸網運行和檢修的人員迫切需要對事故案例要有個分析和技術指導。針對現場實際總結接觸網多年運行經驗和事故案例的分析進行了闡述一是采用事故預想的方式將可能發生的接觸網事故進行系統歸類以針對性搶修方案的形式簡單明了的敘述了各類事故搶修的組織、方法、作業過程等以提高搶修人員的實作能力和應變能力提高搶修質量和速度。二是對各類事故發生的原因社備可能損壞程度和范圍、預防措施等做了詳盡敘述以使運營檢修人員在日常檢修和運行中高度重視設備的關鍵和薄弱環節同時提高設備整體檢修質量以達到“修養并重、預防為主”的運行、檢修要求。關鍵詞接觸網先通后復修養并重預防為主吉林鐵道職業技術學院5目錄1引言12概述221接觸網設備事故分類222接觸網設備事故搶修223接觸網事故搶修工作33弓網故障原因分析431接觸網定位環節4311定位點拉出值過大、定位器坡度過小、造成脫、碰、刮弓故障4312道岔區刮弓、鉆弓故障432接觸網設備5321吊弦、點連接造成弓網事故5322導線燒斷故障5323接觸網材質不良引起鏈接、定位零件斷裂而造成的弓網故障533線路及其他環節6331受電弓與接地體放點故障6332線路原因引起弓網故障64弓網故障事故741跨距內的刮弓事故7411事故原因分析8412事故后果分析8413發現方法分析8414事故預防措施及注意事項分析942線岔處的剮弓事故10421事故原因分析10422事故后果分析11423發現方法分析11424事故預防措施及注意事項分析1143錨段關節處刮弓13431事故原因分析13432事故后果分析14433發現方法分析14434事故預防措施及注意事項分析14總結15致謝16吉林鐵道職業技術學院6參考文獻17吉林鐵道職業技術學院11引言隨著我國鐵路的幾次大提速,對電氣化鐵路的質量提出了更高的要求而隨著既有線路提速特別是相關設備的老化,電氣化鐵路弓網故障的問題日益突顯。如何提高接觸網運行質量消滅弓網故障是相關單位面臨的一個重要課題。接觸網弓網故障的發生根本原因是接觸網自身技術參數不符合標準造成。通過我在學校的學習和去鐵路供電段實習認為只要在日常工作中對接觸網關鍵部位技術參數根據實際情況,針對具體問題合理安排并提出相應措施即可有效減少弓網故障的發生。吉林鐵道職業技術學院22概述21接觸網設備事故分類在電氣化鐵路區段接觸網是電氣化規道交通所特有的、沿路軌架設的、為電力機車或電動車組提供電能的特殊供電線路時候電氣化軌道交通牽引供電系統的重要組成部分。接觸網是沿鐵路露天設備大氣溫度、濕度、冰雪、大風、大霧、污染、雷電等各類氣候因素對接觸網的作用十分明顯。接觸網的機電參數如線索馳度、線索張力、懸掛彈性、零部件的機械松緊度及空間位置、設備的絕緣強度、線索的載流能力、弓線間的磨耗關系等都會隨氣象條件的變化而變化突然的氣候變化還可能造成重大行車事故。接觸網的運營維護工作和接觸網設計計算工作中絕大多數內容是與氣象條件相關的。接觸網是一個綜合供電系統由于技術和經濟的原因接觸網設備是無備用的。無備用性決定了接觸網的脆弱性和重要性一旦出現事故必將影響列車運行造成一定的經濟損失。當發生較大范圍的接觸網設備事故時會嚴重干擾運輸甚至給國計民生帶來不良影響。接觸網設備事故可分為供電事故和行車事故。在牽引供電系統中凡由于工作失誤、設備狀態不良或自然災害使牽引供電設備破損、中斷供電以及嚴重威脅供電安全者均列為供電事故。由于同一原因同時構成行車和供電事故時應分別上報但供電段總事故件數仍算一件統計為行車事故。按鐵機字第124號文件中規定根據事故的性質和損失供電事故分為重大事故、大事故、一般事故和障礙4種根據發生事故原因分為責任、關系及自然災害3種22接觸網設備事故搶修接觸網設備事故的搶修要遵循“先通后復”和“先通一線”的原則?！跋韧ê髲汀本褪且宰羁斓乃俣仍O法先行供電疏通線路必要時采取迂回供電越區供電和降弓通過等措施盡量縮短停電、中斷行車時間隨后要盡快安排時間處理遺留工作問題使接觸網及早恢復正常技術狀態?！跋韧ㄒ痪€”就是在雙線電氣話區段按照上述“先通后復”的原則確定搶修方案外要集中力量以最快的速度設置使一條線路先開通盡快疏通列車。如果事故范圍較小搶修時間不長無需分層作業時應抓緊時間一次搶修完畢恢復供電、行車。吉林鐵道職業技術學院323接觸網事故搶修工作在搶修工作中特別要強調作業安全要嚴格遵守技規和有關規定要設置行車防護人員要思想集中堅守剛位履行職責要認真、及時、準確地傳遞信號。在攀桿登梯和車頂上高空作業時除按規定有關執行外要特別強調在接觸網上整個作業過程中必須系好安全帶和戴好安全帽。在拆除接觸網作業時要防止支柱傾斜以及線索斷線脫落等。在搶修恢復作業中對安裝的零件特別是受力部件要緊固牢靠防止松脫斷線引起事故擴大。接觸網事故原始資料的收集保存及事故的調查分析在事故搶修過程中工作領導人除了組織搶修盡快恢復線路正常運行外要指定專人寫實事故及其修復的情況包括必要的照片有條件時可進行事故分析。特別是對于因事故拉斷或燒斷的線頭、損壞的零部件等應盡量保持原樣不得任意改動。對典型事故的照片、報告、損壞的線頭、零部件應做為檔案長期保存。事故發生后要及時分析除弄清事故原因查明責任制定防止措施、按規定填寫事故報告向有關部門上報外同時還要總結搶修工作中的經驗教訓。對搶修中采用的先進方法、機具等應及時推廣對存在的問題要認真研究制定改進措施不斷完善搶修組織和方法提高工作效率。吉林鐵道職業技術學院43弓網故障原因分析現階段,由于機車車輛新技術的大量應用,特別是機車受電弓技術的進步,導致接觸網弓網故障大部分原因均集中在接觸網的具體參數特性和部分性能上而且接觸網隨外界環境氣溫、風速、線路條件等的影響不穩定特性顯著。在此我們就弓網故障的產生先進行一個全面的分析。31接觸網定位環節311定位點拉出值過大、定位器坡度過小、造成脫、碰、刮弓故障這類故障一般為施工超標準、調整拉出值時偏差較大、或遇大風及溫度變化過大時造成特別是在曲線跨中尤為明顯。312道岔區刮弓、鉆弓故障分析接觸網弓網故障產生的原因,并根據多年經驗,從加強接觸網日常檢測的角度,提出預防弓網故障的措施。線岔定位部位兩導線交叉位置參數不標準、始觸點高度不符合要求、線岔限制管間隙過大。吉林鐵道職業技術學院532接觸網設備321吊弦、點連接造成弓網事故電連接設置數量或位置不合理,特別是在坡道上、機車取流過大造成吊弦過流被燒斷。由于電連接與承力索接觸不良,形成線夾內長期放電而造成燒斷電連接線。吊弦線夾、電連接線夾緊固螺栓長期處于振動狀態,由此造成螺栓松脫也是產生此類故障的原因之一。322導線燒斷故障導線因硬彎、硬點而造成長期放電拉弧使局部磨耗過大而造成接觸網斷線故障。接觸網設計原則大站及編組站的導高6450MM,中間站及區間6000MM,隧道57206000MM之間。但是在施工過程中,由于過渡及臨時的保證開通措施,接觸導線高度在57206450MM間交替出現,特別是在導高變化的過渡部分,很少能保證接觸線5的變坡要求。由于接觸導線高度忽高忽低導致接觸懸掛彈性時大時小在變坡點處產生拉弧現象高溫電弧灼傷接觸線工作面,使接觸線工作面出現麻點,其它受電弓高速通過時,又產生更為嚴重的拉弧,若受電弓有隱性損傷帶病通過,易產生弓網故障,同時給以后接觸網運營帶來隱性故障點。323接觸網材質不良引起鏈接、定位零件斷裂而造成的弓網故障直線處定位線夾或“V”型吊線線夾斷裂造成定位管或定位器脫落打擊受電弓。曲線處導線受水平分力的作用,造成定位線夾負荷增大,劣質線夾可能出現斷裂現象而造成脫、鉆弓故障。吉林鐵道職業技術學院633線路及其他環節331受電弓與接地體放點故障此類故障一般發生在受電弓對樹木、受電弓對滲、漏水隧道內的冰柱放電、從而引起變電所跳閘。332線路原因引起弓網故障工務部門起撥道引起導線拉出值參數變化,特別是在曲線段外軌的超高值變化將引起接觸導線相對位置較大的變化。從而引起受電弓脫弓、刮弓。吉林鐵道職業技術學院74弓網故障事故電力機車運行時要求受電弓在接觸線下部與接觸線平滑地磨擦取流。否則可能發生弓網故障。弓網故障一般是指打弓、鉆弓、剮弓。弓網故障中的打弓是指在受電弓運行取流過程中由于某種原因造成弓、網相碰擊從而使受電弓不能平滑取流的故障現象。弓網故障中的鉆弓一般指在錨段關節或線岔處因某種原因運行中的受電弓在與工作支接觸線接礎取流過程中同時移位到非工作支接觸線上部的故障現象。發生鉆弓后的直接后果就是造成剮弓事故而且是相繼發生。在接觸網運行中所謂剮弓是指由于接觸懸掛或電力機車受電弓狀態不良或者是自然的原因致使電力機車受電弓移位到接觸鮮上部運行從而造成接觸網設備和受電弓損壞的事故現象。41跨距內的刮弓事故在鏈形接觸懸掛中剮落一個跨距內的吊弦和剮落一根支柱處的定位是對接觸網設備損壞范圍較小的一種弓網故障現象也是一種程度較輕的剮弓現象。吉林鐵道職業技術學院8411事故原因分析1接觸線的拉出值或高度或跨中接觸線對受電弓的偏移值不符合規定受電弓通過時接觸線超出受電弓。2定位器坡度小或坡度大受電弓通過時打掉此定位后造成。3接觸線面嚴重不正致使定位線夾歪斜或定位線夾安裝歪斜被受電弓打掉造成定位脫落后剮弓。4吊弦受力狀態不良并且松馳到接觸線下部造成剮弓。5電連接器狀態不良并且松馳到接觸線下部造成剮弓電連接器脫落造成剮弓。6受電弓支架或彈簧安裝、調整不當使滑板中心線不在機車規定位置運行中造成接觸線脫弓。7風力使接觸線較大幅度擺動越出受電弓或其他外界原因造成剮弓。8被剮落定位支柱的后跨中接觸線對機車受電弓的偏移值不符合規定或在此跨距中有嚴重硬點再附加其他外界條件使受電弓鉆入接觸網。412事故后果分析一個跨距內吊弦被剮落后不僅會引起接觸網對機車或車輛放電燒壞接觸線及行車設備而且會由于接觸線高度變化大、受力后擺動幅度大等原因引起后續列車再次發生較嚴重的弓網故障更大范圍地破壞接觸網設備及機車受電弓造成長時間的供電中斷事故。同時也造成被剮接觸線嚴重變形。413發現方法分析1機車乘務員報告。2牽引變電所跳閘后接觸網工區巡視發現。3其他人員發現并及時報告。吉林鐵道職業技術學院9414事故預防措施及注意事項分析1直線區段按規定時間周期測量、調整懸掛點處接觸線的高度和跨中接觸線的最低高度、接觸線坡度及之字值等使之符合技術標準。2曲線區段按周期測量、調整接觸線拉出值及跨中接觸線對受電弓的最大偏移值等使之符合技術標準。3提高接觸網檢測技術手段定期對接觸線高度、坡度、之字值電連接器工作狀態和接觸情況接觸線局部磨耗及硬點情況各種線夾安裝及工作情況絕緣子性能支柱側面限界等技術參數進行綜合檢測發現問題根據情況及時安排處理。側線接觸線正線接觸線線岔道岔處接觸線相交位置示意圖吉林鐵道職業技術學院1042線岔處的剮弓事故線岔的結構是用一根限制管將相交的接觸線相互貼近。限制管的兩端用定位線夾固定在下面工作支接礎線上并能讓上面的接觸線在其內活動。線岔處發生剮弓一般是因為線岔交叉點位置偏移或兩接觸線間距500MM處高度不符合要求及非工作支抬高不夠引起的。線岔處發生剮弓后對接觸鮮設備損壞的程度和范圍與區間發生剮弓事故一樣有種種不同情況。另外由于線岔一般是在站場兩端或站場內所以一旦發生線岔剮弓很可能會造成軟橫跨接觸懸掛的損壞而且波及范圍也大。421事故原因分析1線岔中兩支接觸線交叉點在岔心軌距比630MM小得多的地方使接觸線距受電弓偏移過大電力機車過渡時接觸線脫弓后造成剮弓。2線岔中兩支接觸線交叉點在岔心軌距比800MM過大的地方兩支接觸線交叉角小且距受電弓中心偏移小當機車通過時將一根接觸線抬高而另一根接觸線雖然已在受電弓抓托范圍但因抬高不夠造成鉆弓后剮弓。3限制管安裝位置不符合安裝溫度造成溫度變化時兩接觸交叉點超出岔心軌距630800MM的范圍或嚴重偏離撤叉角平分線。4固定限制管的零件螺栓松動脫落或損壞造成限制管虛固定或脫落。5受電弓抓托點處接觸線的間距遠遠大于500MM接觸線脫弓或鉆弓后造成剮弓。6安裝調整時在線岔的非工作支側兩接觸線間距500MM處非工作支比工作支抬高小于50MM。7限制管前后兩根接觸線上的雙吊弦安裝狀態不良或脫落造成兩條工作支接觸線在間距500MM處高度不符合要求或非工作支側兩接觸線間距500MM處非工作支抬高不夠。8線岔處電連接器狀態不良松弛或線夾歪斜引起剮弓。9限制管內接觸線卡滯非工作支接觸線不能自由伸縮溫度變化時將線岔交叉點拉偏。吉林鐵道職業技術學院11422事故后果分析1在受電弓抓托點附近發生剮弓則會剮落或剮壞限制管剮傷兩支接觸線或剮斷一支接觸線。若在此處接觸線未斷線受電弓繼續向前運行則可能剮壞區間多個跨距或剮壞、剮斷軟橫跨下部固定繩。2在線岔的非工作支側發生剮弓可能拉掉或拉壞限制管。若受電弓繼續向前運行則可能剮壞區間多個跨距或亂剮、剮斷軟橫跨下部固定繩和接觸懸掛。在線岔所在的跨距內或鄰近跨距內發生剮弓后受電弓運行至線岔處將線岔剮壞。3在線岔所在的跨距內或鄰近跨距內發生剮弓后受電弓運行至線岔處將線岔剮壞。4線岔處發生剮弓后往往會連續造成幾個跨距甚至許多個跨距被剮弓這些跨距中的定位、吊弦被剮壞或剮落甚至會造成腕臂、絕緣子、接觸線損壞或支柱拉斷。5線岔發生剮弓的情況與區間一樣一般會造成接觸線斷線或接觸網對機車車輛、大地短路放電燒斷接觸線及承力索。423發現方法分析1機車乘務員報告。2牽引變電所跳閘后接觸網工區派人員巡視。3車站工作人員或其他人員發現并及時報告。424事故預防措施及注意事項分析1按規定時間及周期檢修線岔使之符合技術要求。2按規定時間及周期測量調整線岔所在跨距及附近跨距的接觸懸掛、定位裝置等使之符合標準。3岔區內或站場內嚴禁電力機車升雙弓運行。4處理線岔處的剮弓事故時必須使線岔的狀態符合技術標準否則需要采取線岔處降弓通過技術措施保證供電和行車安全。如果線岔剮弓造成站場軟橫跨的接觸懸掛損壞范圍較大則可以先行恢復正線其他側線可采取封閉措施但必須保證供電可靠及人身安全且采取必要的防護及技術措施。吉林鐵道職業技術學院121250MM400426受電弓滑板構造圖1滑板板條2滑板12吉林鐵道職業技術學院1343錨段關節處刮弓接觸懸掛每經一定距離就設計在機械方面互相獨立的分段稱為錨段。接觸懸掛設置錨段的作用是縮小機械事故范圍便于安裝張力自動補償裝置使吊弦的偏移不超過規定以及改善接觸線受力情況等。錨段互相銜接的部分稱為錨段關節。通過錨段關節可以完成錨段之間的轉換要求在機車運行時。保證受電弓能夠用從一個錨段之間平滑地過渡到另一個錨段。431事故原因分析1接觸線的拉出值、或高度、或跨中接觸線對機車受電弓的偏移值不符合規定受電弓通過時接觸線越出受電弓。2定位器坡度小或坡度大受電弓通過時打掉此定位后造成剮弓。3接觸線面嚴重不正致使定位線夾歪斜或定位線夾安裝歪斜被受電弓打掉造成定位脫落后剮弓。4絕緣錨段關節內工作支與非工作支間距不符合規定一端停電并接地后兩組懸掛間短路放電燒壞部件造成剮弓或者在轉換柱處非工作支接觸線抬高不夠受電弓打在分段絕緣子串后剮弓。受電弓打擊分段絕緣子串一是直接造成錨段關節處剮弓二是雖未直接造成錨段關節處剮弓但被損傷的受電弓繼續運行在其他處所造成弓網故障。5絕緣錨段關節中的中心柱兩接觸線等高處兩接觸線水平距離雖保持在400500MM的技術要求范圍內但兩接觸線的相對拉出值不合適致使一支接觸線不在受電弓工作范圍內受電弓脫弓或鉆弓后造成刮弓。6非絕緣錨段關節中的轉換柱處非工作支抬高不夠造成剮弓。此種情況就是受電弓將工作支接觸線抬高時由于非工作支接觸線抬高不夠至使受電弓鉆入到非工作支上部從而引起起剮弓。7補償墜砣落地或卡在限制架上氣溫升高后補償器不起作用非工作支馳度變大使受電弓通過時鉆弓引起剮弓或分段絕緣子串及其他部件打弓后引起剮弓。吉林鐵道職業技術學院14432事故后果分析1錨段關節處發生剮弓事故一般情況是不僅會造成錨段關聯節內接觸網設備及補償裝置的不同程度損壞而且同時也會造成相鄰兩錨段接觸網設備的不同程度損壞。2錨段關節處發生剮弓嚴重損壞接觸網設備修復的技術復雜、工作量大、中斷供電時間長不僅是供電運營單位的災難而且會極其嚴重地影響運輸。3嚴重損壞電力機車受電弓裝置或其他部件。剮壞的接觸網設備或零件對機車車輛或大地短路放電造成機車車輛或其他運輸設備的不同程度損壞。433發現方法分析1機車乘務員報告。2牽引變電所跳閘后接觸網工區派員巡視后發現。3其他人員發現并及時報告。434事故預防措施及注意事項分析1按規定周期標準檢修錨段關節處的接觸懸掛、電連接器及補償裝置。日常巡視注意觀察各部技術狀態不符合技術要求者及時調整、處理。2電分段錨段關節中兩懸掛各帶電部分間有效絕緣距離為400MM轉換柱處兩接觸間的水平距離和非工作支抬高為400500MM中心柱處兩支接觸線等高允許誤差20MM分段絕緣子串至錨支定位滑輪間的距離在最高溫度情況下不小于800MM。3補償裝置的A、B值符合安裝曲線滑輪有潤滑油機構靈活不卡滯各部件受力良好。4電連接器裝設位置正確、牢固、接觸良好電連接線無燒傷、斷股狀態良好。5各部零件安裝正確、牢固狀態符合要求定位能自由偏移無卡滯錨支定位管卡子安裝正確其他部件安裝正確、連接牢固。吉林鐵道職業技術學院15總結在進行檢測的基礎上用數據對主導電回路的技術狀態進行跟蹤控制并根據安排檢修更換計劃及時對發現的問題進行處理糾正才能達到保證正常運行目標的實現。運行中的接觸網在該段提高電力機車牽引定數使牽引電流增大時應對主導電回路的導流能力進行復核及時采取加強措施在采取諸如加強線、并聯線等分流措施時也應對原接觸網的導電回路進行復核對關鍵部位如隔離開關、電聯結器進行適當的加強。多年的運行經驗證明導流系統的電氣聯結是一個比較突出的薄弱環節。一旦開通運行就會受到腐蝕由于數量很大運行單位檢修比較困難應該在設計時就對主導電回路電氣聯結考慮加強措施某區段在運行數年后檢查發現大電流區段電氣連接腐蝕嚴重大面積發生來不及更換采取了并聯一線夾的措施效果比較好通過吊線非正常電流轉換現象消除了。加強的方法一是選擇電氣連接的方法改為壓結方式由于壓接工藝使接觸比較緊密排除了原螺栓緊固時水分、污穢使其產生腐蝕及接觸不良產生電氣燒傷的可能性因而可以長年保持其導流截面。而是增加電氣連接零件的接觸面積考慮在一個大修期內由于各種因素引起的阻抗增加情況下仍能使導流暢通。在具體計算和測試的基礎上分兩個或更多的牽引電流等級測定阻抗的最低限標準據以掌握。與此相對應也可相對于不同的牽引電流等級設計采用相應的電氣聯結零件的接觸面積至于一個大修期可能減少的當量截面或增加的