电气化铁道接触网事故原因分析及防范措施

张中路¹牛红艳²

（中国铁路北京局集团有限公司石家庄供电段  石家庄050000）

摘要：接触网是电气化铁道的主要供电设备。电力机车是通过接触网取得电能的，接触网对整个电气化铁路运营的正常运行起着非常重要的作用。本文通过对接触网实际事故案例从接触网设计、接触网零部件及施工遗留隐患、绝缘闪络、日常维修等几个方面入手，较全面地分析了造成接触网事故的原因，并提出相应防范措施。

关键词：电气化 铁道 接触网 事故 措施

Reasons and Preventive Measures Of the Contact Line’s Accident

On Electric Railway

Zhangzhonglu¹   Niuhongyan ²

Abstract: The contact line is the main power supply equipment for the electric railway. Electric locomotives get electrical energy through the contact line, the contact line plays a very important role in the normal operation of the whole electrified railway. Based on the actual accident cases of contact line, this paper analyses the causes of the contact line accidentin a more comprehensive way and puts forward some corresponding preventive measures,from the contact line design, contact line parts, hidden danger of construction, insulation flashover and daily maintenance.

Key word:electric、railway、contact line、accident、measure.

接触网是电气化铁道的主要供电设备，电力机车是通过接触网取得电能的，接触网对整个电气化铁路运营系统的正常工作起着非常重要的作用。

在电气化铁路牵引供电安全运行管理中, 预防接触网事故是一项长期的工作。接触网设备状态不良及其它原因等均可能造成电气化铁路弓网事故。

根据电气化铁路实际发生的弓网事故统计分析, 由接触网自身原因造成的电气化铁路弓网事故约占总弓网事故的80%，由受电弓自身因素造成的电气化铁路弓网事故约占总弓网事故的20%，因此本文将结合近些年实际工作经验和事故案例, 着重从接触网方面进行分析, 找出事故起因, 并提出相应防范措施。

1.接触网事故原因可分为6大类: (1)接触网设计施工遗留缺陷；(2)接触网零部件材质缺陷造成事故；(3)绝缘闪络击穿引起的接触网事故；⑷接触网检修安装位置不当引发的接触网事故；⑸接触网设备电气烧伤引发断线造成接触网事故；(6)外界环境自然因素、天气变化、大风刮翻彩钢房屋、危树、蛇等异物碰触接触网设备引起的跳闸故障。

2. 接触网设计施工遗留缺陷引起接触网事故

2.1支柱埋设中存在的问题

支柱埋设回填不符合要求表现在横卧板没有紧贴支柱、缺底板、支柱埋设时回填不夯实等。经过一段时间的运行, 特别是在雨季时常发生支柱内倾或下沉。如石太线1995年7月上安站19#接触网下锚支柱因下雨较多渗漏，回填土未夯实，造成拉线及锚板脱出支柱折断，造成接触网停电影响行车。如2016年8月石太线井陉至南张村间105#杆由于横卧板未紧贴支柱,回填土未夯实，大雨后发生渗水支柱内倾造成曲线处曲内支柱倾斜严重, 侵入行车限界，定位点拉出值超标, 由于巡视发现及时, 及时调整支柱，否则造成接触网网事故。

防范措施：横卧板安装必须与支柱贴紧, 回填土方夯实,避免支柱出现倾斜。雨后及时巡视设备并对支柱培土，对接触网大修、扩建、新建等施工, 设备管理单位要及早介入, 参与施工项目监理, 要求施工单位严格按照《铁路电力牵引供电施工规范》组织施工。

2.2锚段关节设置问题及防范措施

锚段关节位置设置不合适；设在半径小曲线（R<400米）处，由于是线索末端受温度热胀冷缩变化大，线索受曲线向心力大，不易保证接触线定位坡度及拉出值，线索定位处磨耗大，曲线内侧线索偏移大致使两支悬挂支撑互碰，V型拉线卡滞悬吊滑轮，调整维修较为困难，锚段关节设在曲线处石太线发生过多起设备事故。

防范措施：锚段关节尽量设在直线处，易调整维修；由于地形限制设在曲线处可采取增加支柱数量、缩小跨距的办法，保证拉出值的方法，减少事故发生率。

3. 接触网零部件材质缺陷引发弓网事故

3.1零部件损坏原因及引发的问题

接触网零部件质量有问题(有杂质、焊隙、机械强度低等)，发生断裂等问题较为典型。接触网连接、定位零件断裂、施工时把关不严使零部件带病上网，如2017年石太线井南站23#新换导线铜水注铸接头处有明显变细现象，后又重换整锚段导线;受力件运行中长时间受力磨耗，机械强度降低直至断裂。曲线处导线受水平分力的作用, 造成定位线夹负荷增大而断裂，造成打弓、钻弓等故障。

3.2常见材质问题及防范措施

定位线夹材质不过关，石太线发生过多起因定位线夹、吊弦线夹和线岔限制管材质机械强度不够, 发生断裂造成弓网事故，见图1、图2。

图1 定位线夹断裂图2 线岔限制管断裂

瓷瓶绝缘子材质质量有空隙问题造成腕臂棒式绝缘子温度变化折断，石太线造成弓网事故2起。如石太线南峪站和程家站接触网铜导线材质质量有问题造成落锚楔形线夹处回头裂纹1/3长期带病运行折断造成弓网事故2起，后对这批次导线进行落锚线夹回头加固，防止断线的发生。

防范措施：选用的接触网零部件必须是经国家认证,专用有资质厂家生产，进一步规范接触网零部件生产、检验、购进安装工作，确保设备质量。

4. 绝缘子闪络击穿引起的接触网事故

4.1绝缘子闪络击穿分析

由于电气化铁路绝缘子表面脏污，在雨、雪、雾、雷电等恶劣天气时引起绝缘子在正常工作电压下发生绝缘子闪络，造成接触网停电故障，是电气化铁路停电事故频发因素之一。绝缘子闪络击穿主要有以下几种原因：

⑴脏污。接触网绝缘件暴露在露天大气中运行，受到大气尘埃的污染是不可避免的，脏污的成分如果是酸、碱性及金属导电尘埃，更易引起放电，绝缘子表面脏污后导致绝缘性能下降，产生沿面气体放电现象，沿介质表面放电导致绝缘子闪络击穿。污闪多发生在初春季节，大雾和春天第一场小雨是污闪出现的高峰期，毛毛雨及雨雪交加时，易发生绝缘闪络故障。石太线发生过多次因大雾和小雨引起的绝缘闪络跳闸事故，如上安站开闭所2016年2月小雨致使脏水顺着引线流下开关绝缘子，造成多次跳闸停电事故；相对来说早晨污闪发生较多，一般情况下，当太阳出来雾散去了，出现污闪的情况极少，如石太线2013年12月娘子关至程家间上行发生过大雪停后下午晴天悬式绝缘子脏污融雪造成绝缘子闪络跳闸。

⑵潮湿。特别是脏污情况下的潮湿对绝缘件表面影响极大。自然界的雨雾、隧道内的潮湿和漏水，都会使已经脏污的绝缘受潮。

⑶老化。如接触网采用的环氧树脂、硅橡胶、聚四氟乙烯绝缘子大都为有机绝缘体，它们在紫外线作用下会逐渐老化从而降低或失去绝缘能力，在电弧作用下产生烧伤降低表面绝缘。

⑷司机误操作造成电力机车双弓牵引带电过分相造成绝缘闪络击穿，烧断接触网承力索引发断线事故多起，停电时间较长，故障范围大，抢修较困难，因此禁止电力机车双弓牵引带电过分相。如石太线上安站下行分相发生多次电力机车双弓带电过分相烧断承力索刮坏接触网事故.

4.2防范措施

⑴合理的选择绝缘子，使用大爬距防污型绝缘子，用绝缘性能更好的复合型绝缘子更换瓷质绝缘子。

爬距越大，绝缘子污闪电压越高。在沿线污染严重及频繁发生污闪的区段合理的提高绝缘子的爬距，是提高闪络电压的有效途径；采用玻璃绝缘子，玻璃绝缘子的爬距大，且发生故障时能够自爆，明显易查找，可缩短故障点查找时间。

⑵加强绝缘子清扫力度，制定合理的清扫周期。加强绝缘清扫是保证设备绝缘良好、防止污闪的一个重要手段。在入冬及春融季节进行绝缘子带电水冲洗是清除绝缘子表面污秽物质的有效措施。

⑶电力机车司机过分相要加强瞭望，禁止电力机车双弓过分相，及时断开断路器，或采用地磁感应枕自动过分相装置，确保机车和接触网设备正常。

5. 日常检修不当引起的接触网事故

5.1补偿装置安装检修问题

补偿装置安装调整不当，其主要表现为如补偿装置限制架安装不正确或状态不良，限界架安装不垂直，坠砣卡滞，引起中锚线夹低于导线打弓造成故障，如石太线井南站发生过2起因坠砣杆安装不垂直造成补偿坠砣卡滞，引起隧道中锚线夹低于导线打弓造成故障；无防风限界架，坠砣在风等外力作用下产生摆动，补偿绳磨双环拉杆，如石太线上安专用线就发生过1起补偿绳磨断双环拉杆故障；还有补偿装置上下槽钢位置安装不当、补偿绳脱槽，既可能造成补偿绳断股断线、碰坏补偿装置部件和支柱，又有可能使坠砣侵入限界造成行车事故。此外，锚段关节非工作支接触线抬高不够，打碰机车受电弓，造成弓网事故，如石太线石家庄发生过2起事故。

5.2绝缘锚段关节、定位装置、分相、分段、接头线夹安装问题

零部件上网前检查不细,零部件安装有误，主要是导线接头线夹、定位线夹、导线吊弦线夹、中锚线夹、接触线电联结等线夹主副片，线夹受力面安装不正确,螺栓紧固力矩不够，接头线夹抽脱等，下部固定绳下垂、线岔侧线接触线抬高不足、锚段关节转换柱非支抬高不够、定位坡度过大过小、导线硬点、线夹偏斜、定位点拉出值超标等打碰影响受机车电弓正常运行。绝缘锚段关节、分相、分段绝缘器、线岔等关键设备安装调整不符合技术标准，

安装不合理,电流通过不畅引起线索烧断, 造成事故。如石太线井南站2016年5月调整绝缘锚段关节在转换柱处承力索抬高不够，回流不畅烧断软定位器固定尾支线发生刮弓事故；又如石太线南峪站2013年6月发生曲线定位线夹受力面安装不正确，造成线夹开裂导线脱落，造成电力机车打坏4个定位的事故。井陉站发生过1起曲线处支柱定位坡度过小, 造成定位刮碰受电弓事故；这样的事故石太线发生过多起。

5.3日常检修注意的问题

检修时检查不到位，还有不能正确使用检修工具，比如使用导线正面器矫正导线工作面，如石太线岩峰站5道跨中断线事故，有两个原因，一是线岔两个定位管卡滞互别，二是跨中线面扭，在用两个正面器正面时间距小，造成导线左右切割，产生导线内伤，因此新换导线运行时间不长就断了；所以两个正面器正导线面，必须保证几米以上距离，防止切割导线造成内伤，产生设备隐患。各种线夹紧固螺栓长期处于振动状态致使螺栓松脱，零部件脱落主要表现为线岔限制管脱落、吊弦线夹破损、吊弦烧断、定位器脱落、开关引线拉脱、分段绝缘器零部件松脱、中心锚结绳松驰低于接触线、压管抽脱、线索抽脱，套管铰环断脱、补偿绳断脱、开口销锈蚀磨损招致其它零部件脱落等都可造成接触网事故,在日常检修中多次发现零部件松脱现象，如石太线头泉至上安间发生过接头线夹紧固不到位抽脱事故。

5.4防范措施

按照年度设备检测检修计划及规定周期, 组织车梯或接触网轨道车认真巡检设备, 做到横到边竖到底，不得漏检每寸设备。把好材料零部件上网前检验、检查关, 对零部件按规定力矩进行紧固, 设备零部件连接固定好，确保上网零部件设备状态良好。分段、分相绝缘器、线岔、开关、电连接、补偿装置、导线接头线夹等设备按工艺安装, 螺丝涂防松胶，掰开防松片，安装防脱开口销，各种技术参数符合标准。

6.接触网电联接电气烧伤引发断线造成接触网事故的原因主要有以下几种

6.1分类

⑴主导电回路运行状态不良。接触网起导电功能的回路是由馈电线、隔离开关、开关引线、接触线、电连接线等组成的，我们称其为主导电回路。钢轨、回流线、吸上线、架空地线等虽在牵引电流回路中，不是主导电回路，但起保护作用。主导电回路中的电气连接必须良好，这样才能保证主导电回路的畅通。一旦主导电回路运行状态存在问题,如电气部件的连接紧固件由于接触不良,线夹松动,产生了电流腐蚀现象，连接线夹中存有杂物等，就会使电气连接的阻抗增大造成主回路导流不畅，从而烧伤接触网设备。如石太线2016年6月井南站23#供电线上网开关双根引线，由于设备线夹螺栓松动未压紧引线，烧断引线1根，被及时巡视发现进行了处理。

⑵接触网立体交叉的间距不足200mm线索、线索与支持固定装置之间,由于线路阻抗的不同而形成电压差,在风力、温度变化、接触线索振动等因素的作用下,造成它们之间的绝缘距离缩短,发生电弧放电现象,放电电弧造成接触网设备的电气烧伤。如石太线接触网改造，2015年5月南张村站4道64#软横跨上部绳与纵向承力索放电和南张村站20#两交叉承力索不足60mm由于温度变化距离缩短烧断多股，见图3，由于发现及时并处理，避免了事故发生。

⑶接触网零部件的电分流烧损设备。因为活动部位多为点线接触，而非面面接触,而且活动部位的位移量大,相应的接触电阻也变大,所以分流烧伤程度比较重。例如在软横跨中，定位环线夹与定位器间为绞式连接。当电力机车通过时，受电弓的抬升和左右摆动力若在受力很小的定位器处，受电弓的振动使定位器与定位环线夹瞬间分离，分流电流被断开后引起拉弧，时间一长便造成了定位环线夹与定位钩间的烧伤，若此定位远离股道电联接这种现象尤为明显。如石太线井南站4道和6道软横跨及南张村站2道和专用线软横跨下部绳因定位环与定位器长期分流烧断下部绳，造成列车刮坏接触网事故，后在断线处加装电联接设备运行正常。

.

图3 南张村64#软横跨与承力索放电烧损

防范措施:加强对重点设备电联接、隔离开关、交叉线索及线岔的检修，在较大站场中部和两端增加股道电联接，使定位器和定位环受力均匀接触密贴，全面提高接触网设备质量，保证供电安全。

6.2电连接检修

⑴按标准检查电连接，电连接线夹重点检修，电连接线夹内壁及电连接线接触部分未打磨或线夹内壁未打磨平，会造成接触电阻增大。安装线夹时涂均匀导电介质，由于电力机车是通过接触线取流，因此接触线电连接线夹的检修尤为重要。检修时要保证线夹与接触线接触良好，检修完毕要检查线夹是否入槽并不得低于导线，防止打坏机车受电弓，造成弓网故障。

⑵线夹与线索接触部分有烧伤痕迹，应对电连接进行移位处理，见图4。如电连接线夹与线索间有烧伤痕迹，出现麻点烧伤，会减小接触载流面增大接触电阻，因此必须对电连接进行移位处理，必要时更换电连接线夹。

图4 电连接线夹烧损

⑶按规定力矩和工艺压接电联接线夹，用专用工具紧固螺栓，使螺栓受力均匀。

⑷电连接附近设备异常要及时安排检修邻近电连接。检修中发现吊弦烧伤或烧断、承力索烧断股、接触线烧伤、定位线夹过热变色等或电连接附近出现跳闸故障，要尽快安排检修邻近电连接。

⑸电连接与承力索绑扎处打开检修，由于承力索与电连接用绑线绑扎，其绑扎的密贴程度或材质的不同，引起绑线绑扎处承力索出现烧伤、氧化、锈蚀现象，逐步造成承力索断股。

⑹在机车启动频繁的机库线增加电连接或站场中部增加股道电连接。

6.3隔离开关检修

⑴隔离开关引线上网点、开关设备线夹严格按电连接检修标准进行。

⑵开关引线驰度符合规定，能满足极限温度下线索伸缩变化的要求。

⑶常闭隔离开关要定期检修。

⑷开关分闸角度、合闸状态、接地刀闸复合技术要求。

⑸对绝缘子进行清扫檫拭。

6.4线索交叉的整治

⑴线索交叉点处由于线路阻抗的不同而形成电压差,加上风力、机车运行时受电弓抬高振动等因素，线索弛度变化幅度有一定的差别，可能使两线索瞬间相互接触，发生电弧放电现象,放电电弧造成接触网设备的电气烧伤。

⑵交叉线索要立体交叉而不能平面搭接，严格按规定对交叉处所进行调整检修，对两支承力索交叉处所，两线间距必须调整至200mm以上，确实不能调整的根据现场情况加装防磨线条和电连接等位线。

6.5线岔检修

⑴两接触线的交叉点位置符合规定。

⑵线岔两工作支中，任一工作支的垂直投影距另一股道线路中心600mm-1050mm的范围内，不得安装任何线夹。

⑶保证在交叉接触线相距500mm处800mm处，两支高差符合规定，高差在警示值内，一定不超过限界值30mm，保证电力机车通过线岔由侧线向正线运行，在还没有接触正线时，由于其受电弓的压力使与其接触的侧线接触线抬高，受限制管的限制，正线也相应的被抬高。这时正线可通过在受电弓触角上的滑行进行过渡。但如果两接触线静态高差超过30mm，在受电弓作用下，两线高差过大，此时受电弓触角在接触正线的瞬间，与正线发生碰触，由于两线高差过大，造成受电弓弓角发生偏斜，从而造成受电弓钻入正线上方，造成钻弓、刮弓事故。

⑷限制管的位置应符合当在平均温度时，限制管的中心应位于两支接触线交叉点。若安装温度高于平均温度时，应略偏于下锚方向，若安装温度低于平均温度时，应略偏于中心锚结方向。限制管安装位置要满足温度变化时线岔不卡滞，线索自由伸缩，防止别坏限制管或拉断接触线，限制管处接触线应有一定活动间隙，如间隙过紧会出现卡滞现象，如间隙过大当机车通过线岔时两接触线抬升不同步，会造成钻弓。（5）线岔始触区内不得有任何线夹，由于国内电力机车受电弓工作面不同，外形长度、宽度不一，且不同速度的始触点是不同的，也就是同一受电弓，速度不同左右摆动量不同，所以其始触点不同，因此称始触区。如果始触区内有线夹，当受电弓通过该区域时，受电弓触角易被刮碰发生受电弓变形运行引起弓网故障.如石太线南峪站、南张村站、上安站都发生过线岔始触区刮弓、钻弓、刮坏受电弓和接触网事故，所以站场线岔检修必须严格执行线岔检修标准，在极限温度变化时及时进行检测调整至允许误差范围内，保证线岔始终处在正常设备运行状态.（6）线岔两工作支导线型号不同、安装张力不等造成电力机车通过线岔刮坏受电弓停车事故.如石太线南张村站2016年6月5日5道T85旧导线和9道T120新导线由于张力不同造成机车通过线岔始触区高差超过限界值刮坏受电弓事故，影响行车2小时多.

7. 环境、天气、危树、鸟、蛇、自然灾害等外界原因引起接触网跳闸和事故

7.1影响接触网的气候因素

接触网是露天设备，大气温度、湿度、雨水、冰雪、大风、大雾、粉尘污染、雷电等各类气候因素对接触网的影响作用十分明显。接触网的机电参数，如线索弛度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓网间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气候变化还可能造成重大行车事故。

7.2各种因素可能造成的事故类别

⑴雷击支柱顶部绝缘子和隧道口承力索下锚绝缘子跳闸停电、雷击软横跨塌网，见图5。如石太线娘子关1#隧道东洞口承力索下锚绝缘子、岩会站64#支柱顶绝缘子遭雷击引起跳闸停电、邯郸站因雷击软横跨钢柱横向承力索绝缘子击穿，造成接触网断线影响上下行停电行车中断。

图5  雷击悬式绝缘子

⑵大风将异物挂在网上，如大风将铁皮、彩刚瓦房屋、塑料大棚、树枝、电线等物刮翻在接触网上，造成接触网设备跳闸故障，见图6。如石太线井南至南张村区间停电，经检查井南至南张村间45#跨线桥因天气刮大风将一树枝挂于网上造成接触网短路停电，影响行车；石太线南峪站夜间大风将山上废旧电话线刮倒接触网上造成变电所跳闸十几次；石太线阳泉站和南新城站大风吹翻彩刚瓦房屋盖到接触网上，用吊车抢修事故，影响中断行车数小时。

图 6  接触网上挂有异物

⑶鸟害引起接触网跳闸事故，见图7。如石太线南张村站55#开关灰喜鹊翅膀短接接地刀引起跳闸、岩峰站69#开关有鸟窝下雨天树枝搭接开关造成短路跳闸停电，影响行车。

图7 鸟窝将支撑装置与附加导线短接

⑷蛇短接触网支柱腕臂绝缘子引起接触网跳闸事故。2017年07月08日0：30电调通知井变211馈线跳闸，故标7.73km、电流3877.5A，重合成功。经工区核对跳闸地点井陉至南张村间下行205#附近，0：40工区座台人员到达井陉站行车室，询问值班员34007次0：18分通过，工区值班人员0：40出发，1：10到达现场巡视发现井陉至南张村间下行203#太侧斜腕臂绝缘子底部发白有放电痕迹，在路基上发现1.3米蛇电击已死，见图8、图9，经过工区人员对跳闸范围巡视设备正常。

图8 蛇短接绝缘子放电烧白绝缘子

图9 蛇短接绝缘子烧死落地

⑸雨雾天气分段绝缘击穿造成接触网停电。石太线上安站13#和岩峰站71#货线分段开关，因雨雾天开关打开货线装货，未及时闭合，造成分段绝缘水平下降，闪络击穿，开关地线死接地，造成接触网接地停电，影响行车。防范措施：恶劣天气督促车站及时闭合隔离开关。

⑹树木倒于接触网上引发事故。石太线井陉至南张间240#杨树因刮风下雨倾倒到接触网上引发事故。此类事故经常发生，对于电气化铁道两侧危树应及时砍伐消除安全隐患。

⑺隧道内结冰、漏水、地线脱落使接触网悬挂对隧道壁短路放电烧损零部件造成设备缺陷或短路引起断线塌网事故.如石太线1995年翟家庄隧道因结冰碰触导线引起隧道接触网断线跳闸一次未接地，变电所重合闸成功，致使后来列车挂坏接触网扩大施工范围，后续又要天窗点更换400米接触网导线。

⑻接触网上跨线断开掉在接触网上，烧断接触网造成事故。如石太线上安站2017年9月3日地方汽车撞倒上跨线杆，引起上跨电话通讯线拉断落在接触网造成断线事故，影响行车2小时。

防范措施：加强对电气化铁路两侧影响铁路运行环境的整治，做好管内沿线漂浮物、彩钢瓦、上跨设备巡检和危树的砍伐工作，日常定期巡视拍照留存建档，恶劣天气后加强设备巡视，发现问题及时处理，将隐患消除在萌芽状态，确保设备的正常运行，另外铁路环治办与地方政府共同对影响铁路运输安全的环境进行整治，达到净化铁路运行环境，共同维护铁路运输稳定。

      8.结束语

接触网是牵引供电专业中的主要设备,其直接与电力机车接触,一旦发生故障将严重影响供电行车安全，因此对其存在的隐患必须及时处理。接触网是涉及电学、力学、环境等多学科专业，必须从多方面综合考虑，才能从根本上解决问题，取得效果。充分利用先进接触网检修和检测仪，及时掌握接触网动态和静态数据，利用6C视频检测数据，及时分析发现问题，采取措施，把问题消灭在萌芽状态。

作者简介：

张中路，中国铁路北京局集团有限公司石家庄供电段井陉供电车间，助理工程师，主要研究方向是电气化铁道接触网运行。

牛红艳，中国铁路北京局集团有限公司石家庄供电段变电技术科，工程师，主要研究方向是电气化铁道牵引变电所运行与管理。

(此文章为原创，转载须白条通过)

编辑：编辑部