接触网吊弦断股故障的原因分析及对策
胡建超
（怀化供电段张家界供电车间，湖南，张家界 427000）
摘要：通过对接触网吊弦断股故障的分析，提出在简单全补偿链形悬挂中，因相邻吊弦高差不符安装合标准及电连接安装间距不符合
设计
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标准的原因，造成了长期的机械振动和电流热效应，导致吊弦心形环处断股发生的过程。同时，从运行管理和
施工
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方面提出了几点应对措施。
关键词：接触网 吊弦 故障分析 措施
一、前言
接触网是电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分，是电力机车的动力之源；接触网供电性能的可靠、稳定、安全，是保障列车快速运行的必要条件。而吊弦是贯穿链形悬挂接触网的“支架”，是承力索和接触线的有力连接体；通过安装吊弦，可以在不增加定位点的情况下有效改善接触线的驰度和弹性，并可以保证接触线对轨面的导高。因此吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。吊弦若出现断股，可能会引发吊弦脱落或断线；一方面，会导致接触网悬挂点减少，使接触线的高度降低、弛度变大，造成运行受电弓取流不良，甚至造成弓网事故；另一方面，吊弦断线端头落至接触线以下，形成对机车、大地短路放电，可能造成接触线烧伤、烧断；或与运行中的受电弓缠绕，引发弓网事故。
二、概述
焦柳线张家界至二家河区间接触网属于简单全补偿链形悬挂，使用的是铜材质整体载流吊弦；自2007年1月电气化改造开通后，其一直肩负着电力机车的运行供电。经过8年多的运行，2015年11月，在作业过程中，检修人员发现该区段大部分吊弦都存在断股现象。经过全面的调查了解，分析发现断股吊弦存在一个共同点：断股都发生在心形环处，特别是靠近接触线吊弦线夹心形环处的吊弦断股现象较为普遍。
图1-整体载流吊弦结构图
图2-接触线吊弦线夹心形环处吊弦断股实物图
三、原因分析
吊弦心形环处断股，在没有非正常外力作用的情况下，原因可分为两种：一是相邻两吊弦点的高差过大，超过±10mm。在受电弓运行前后机械振动作用下，吊弦疲劳，吊索受力点处许用张力小于瞬时工作张力而拉伸断股；二是电气过热到一定程度时，因材质软化导致吊弦机械强度降低，在受电弓运行前后机械振动作用下，导致吊索受力点处断股。
1．高差过大致断股分析
接触网处于静态时，吊弦承受接触线的恒定负载，处于拉伸状态；当受电弓通过时，接触线受到向上的抬升力作用，吊弦处于松弛状态；受电弓通过后，在接触线的恒定负载及承力索的支撑作用下，吊弦通过往复上下振动恢复到初始平衡状态。如图3所示：
图3-受电弓通过前后吊弦状态
图中F为吊弦受到的拉力，C为吊弦在受电弓抬升作用下的压缩幅度。图a为接触网处于静止状态，在恒定负载下吊弦受拉；图b为受电弓通过时，吊弦处于压缩状态；图c-图e为受电弓通过后，吊弦在接触线的恒定负载及承力索的支撑作用下，吊弦通过往复上下振动恢复到初始平衡状态。
因相邻吊弦点的高差过大，在振动过程中，吊弦受到的拉伸力更大，而心形环圆弧中心处吊索处受力最为集中。经过现场数据测量，我们收集到张家界至二家河30#-70#断股吊弦与前后定位点或前后吊弦点之间高差如表1：
断股吊弦编号
与前一定位点或吊弦点高差
与后一定位点或吊弦点高差
断股吊弦编号
与前一定位点或吊弦点高差
与后一定位点或吊弦点高差
1
19mm
17 mm
14
16 mm
5mm
2
32 mm
9 mm
15
4 mm
9 mm
3
0 mm
29 mm
16
13 mm
5 mm
4
47 mm
34 mm
17
5 mm
9 mm
5
73 mm
20 mm
18
5 mm
11 mm
6
0 mm
65 mm
19
7 mm
5 mm
7
65 mm
21 mm
20
3 mm
1 mm
8
42 mm
31 mm
21
1 mm
22 mm
9
24 mm
80 mm
22
22 mm
23 mm
10
81 mm
25 mm
23
6 mm
4 mm
11
2 mm
16 mm
24
8 mm
7 mm
12
12 mm
37 mm
25
7 mm
4 mm
13
9 mm
14 mm
26
4 mm
26 mm
表1-张家界至二家河30#-70#断股吊弦与前后定位点或前后吊弦点之间高差
注：表中红色标记为断股吊弦点与相邻前一定位点或与后一定位点之间的高差，其余为两相连吊弦之间之间的高差。
从表中数据分析得出，该区段有17处相邻吊弦高差≤10mm，10mm≤ 17处高差≤50mm，5处高差>50mm。而相邻吊弦高差标准值为≤10mm，安全运行值为≤50mm。因此相邻吊弦高差过大是导致吊弦断股原因之一。
2.电气过热致断股分析
此区段属于焦柳铁路单线区段，且不属于供电臂末端，所有断点处无熔断痕迹，排除此处是因吊弦载流过大而烧断。经过现场调查，30#-70#共有电联接11处，分布如图4；其相互间距与两电连接之间吊弦断股个数统计如表2。
图4-张家界至二家河区间30#-70#电连接分布情况
注：
表示电连接，其中36#-37#、39#-40#、63#-64#、65#-66#为锚段关节电连接，其余为横向电连接。
电连接间距
183m
120m
85m
198m
165m
165m
228m
250m
60m
140m
断股吊弦
3
0
1
5
1
1
3
8
1
3
表2-电连接之间距离与两电连接之间吊弦断股个数统计
从表中数据分析得出：部分电连接安装距离部分不符合设计标准，两电连接之间距离过大者相对应吊弦断股数较多，且吊弦断股位置都在上下心形环处。结合上述分析
说明
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此区段载流不畅，导致吊弦载流负荷过大，引起吊弦发热；吊弦心形环弯曲且是铜与铁接触，焦耳热尤为突出。发热导致吊弦线索材质软化机械强度降低，在受电弓通过前后，机械振动情况下，心形环处线索出现断股。因此载流不畅导致吊索电气过热是诱发此区段吊弦心形环处断股的主要原因。
四、应对措施
基于上述故障原因分析和认识，举一反三，张家界供电车间对管内其它区段也进行了排查，发现个别区段有部分吊弦也存在此类情况。笔者认为，针对上述原因，建议采取如下应对措施：
1.加强吊弦及电连接设备的定期检查，严格按照标准化检修工艺，防止漏检漏修。要提高认识，不要误以为是年检设备、对设备参数影响不大而忽视其状态。
2.做好每年接触网设备秋季鉴定，对测回的设备参数进行比对分析，对数据分析超标的处所进行复查，对确认超标设备按轻重缓急进行逐步调整，确保设备运行安全。
3.严格比照前期设计图纸，对施工单位安装的电连接位置进行比对，对不符合图纸或不符合安装标准的电连接，及时进行调整；对部分载流不畅或是负载较大的处所加装电连接。
4.对出现断股的铜质整体载流吊弦，全部更换成铜质整体载流可调整式吊弦。
【参考文献】
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[3]*
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浙公网安备 33021202002483