探究大风地区电气化铁路接触网防风技术

探究大风地区电气化铁路接触网防风技术

李洪彬

沈阳局集团公司通辽供电段 内蒙古 通辽 028000

摘要：我国铁路线路发领先世界，基建工程量为世界之最。铁路的建设提升了人员与货物的流通效率，加强了区域间的联系，极大的促进了我国经济的发展，换句话说，铁路是中国的一大经济命脉。但是中国幅员辽阔，气候条件复杂，尤其是大风天气对线路设备产生了极大的影响，有时甚至会造成直接的经济损失，造成铁路维护成本增加，影响各个区域间的交流。为了控制成本，降低故障率，保证铁路接触网在大风天气下运行稳定，探究大风地区电气化铁路接触网防风技术意义重大。

关键词：大风地区；电气化铁路；接触网防风技术

引言：

我国铁路纵横南北，地理条件极其复杂，铁路接触网运行环境变化多样，尤其是处于枢纽地段的铁路接触网，一旦出现故障，就会造成极大的经济损失，因为处于枢纽地段，不能保障随时畅通的话，就无法及时将货物流通出去造成滞留。在枢纽地段的接触网设备受大风影响而造成设备磨损老化，最后无法工作。所以需要接触网在大风环境下的使用寿命，提高设备运行的安全与稳定性，保障列车安全稳定的运行，减少维修次数，降低运营的维护成本。

一、铁路接触网运行的主要问题

科研人员为了得出大风天气对铁路接触网的具体影响，深入受大风影响的枢纽地区对设备的运行情况进行了检查，发现设备面临的主要问题是线路的老化磨损，抗风能力弱，大风对接触网设备的运行影响巨大，维护成本也高。受大风影响的枢纽地区的运营成本比其他地区的都要高出很多^[1]。经过分析主要体现在以下两个方面：第一是人力成本的提高，受大风影响的枢纽地区平时车流量本身就大，加上经常刮大风，而现在铁路的主要运营理念都是“预防为主”，每次刮过大风后都需要有人去检查，这就导致了人力成本的激增。第二是维修维护成本的增加，根据经验，每次大风刮过都会对线路造成磨损，铁路设备都会受到影响，而频繁的大风使得维护成本增加。为了枢纽地段的铁路能够正常通行，一般都会对老旧的线路进行更换，频繁的大风天气使线路的老化加快，更换频率加快，导致每年更换线路的维修费就达12万之多，仅此一项就需要12万，那整条铁路维护下来那将会是一笔庞大的开支。

平安出行是每个乘客的愿望，也是铁路的责任，铁路安全无小事，铁路的运营始终要以“安全”放在第一位，而受大风影响的枢纽地区的线路磨损则是一个长期存在的安全隐患，解决这个隐患刻不容缓。

二、受大风影响的枢纽地区电气化铁路接触网防风技术的探索

（一）磨损老化的原因分析

为了能够讨论出一个具体的抗风接触网的升级措施，发现过去的接触网防风能力弱，磨损严重的原因尤为重要。从目前得到的数据分析来看，现在铁路使用的引线是多股软铜线铰制成的，隔离开关与承力索的位置隔了5米，这就导致了近10米长的引线几乎处于悬空状态而没有支撑点，三根软铜线就这样随风晃动，造成磨损，抗风能力也就相应的弱了。因为3根软铜线没有相互固定，在风吹过时产生摆动进而发生了相对摩擦，最后导致软铜线磨损而老化。因为相隔十米没有固定点，摆动幅度相应较大，在风的影响下摆动而产生的应力传递到相隔十米的固定点，导致固定点因疲劳而老化，最后断裂脱落。所以根据接触网老化内因的分析，在减少支点之间的间隔，增加支撑点，减小引线之间的摆动，减少引线间的相互摩擦，减小支撑点的压力是防止磨损的关键。所以，要增加接触网的抗风性能，效率最高的方法就是优化接触网的结构，提升其支撑的稳定性减少在大风中的晃动。

（二）结构优化

综上分析，大风地区电气化铁路接触网的防风能力差，主要原因是易磨损，结构强度不足，所以出现被大风吹到后易晃动的情况。为了解决这个情况，铁路供电的设计方案为了降低本身的故障率而不影响接触网供电可靠性的想法，铁路将隔离开关设置在了上网点处。隔离开关被安装在高10.5米支柱上，且其本身的高度有0.6米，将3支TRJ95软铜线引到承力索上，承力索本身高6.1米，落差有5米。为满足线索热胀冷缩及在任何情况下引线对地绝缘距离，所以将引线的布置方向设置为沿铁路布置，将其悬空10米。通过如此设计可以有效的改变以前接触网线路无法固定的情况。总之，采用这种结构设计可以增加铁路接触网的稳定性，使之能够在大风环境的影响下正常运行，显著提高了电气化铁路接触网的抗风性能。

（三）整改措施

在分析了具体为什么接触网防风效果不好的原因后，考虑的综合效益，对接触网的整体结构进行整改是提高接触网的抗风稳定性最有效的措施。就目前的技术水平与可行性来看, 在现实中主要有两个提升接触网防风效果的可行方案。第一是将支撑点的固定引线安装在隔离开关与承力索之间，以增加支撑点。在具体操作中将一个长托架安装在隔离开关支柱与地面相离9米的位置，将角钢斜撑安装在下部，托架的安装方向沿铁路安装，长约2.30米。在托架的一端安装支撑绝缘子用作固定引线，从隔离开关岛托架绝缘子引线的间隔为4.5米，引线绷紧不预留空间使之可以摆动，这样可以使线路的稳定性得到明显的提升，增加抗风性。

第二是将多股分散开的引线合成一股，防止在大风中发生相对摩擦而发生磨损。引线通过某种手段合成一股后可以明显提高引线在大风中的稳定性，减少磨损，降低铁路维护的成本。

通过这两项整改措施，整个电气化铁路接触网系统的稳定性可以得到显著的提升，继续为中国经济发力，创作新的世界纪录。

三、利用互联网技术及时对受损部件进行精准维护

无论结构怎么优化，磨损都是必然存在的，优化结构只能说是延缓磨损，所以在受大风影响的枢纽地区，可以借助“互联网+”的优势来进一步降低维护的成本，提升维护的效率。

以前的磨损的检查都是纯人工，一遍遍排查，效率低，成本高。特别是在枢纽地区的铁路线路流量大，接触网络复杂，铁路方面需要投入大量的人力去排查，使成本进一步增加。但是，如今技术发展以及智能化的普及，铁路方面可以更新装备，利用互联网+无人机，进行高效排查，精准维修。在铁路接触网上的很多磨损由人工来看很难发现的，但是机器人的传感器比人灵敏，可以识别到微小的变化，哪怕是细微的磨损也能察觉。以前是一群人负责一片区域，现在使用互联网+机器人可以实现一个人或几个人负责一大片区域，互联网的运用可以减轻整个枢纽的排查压力，做到早发现早解决。互联网+机器人能够改变过去被动的局面，由被动的解决问题转变为主动的发现问题并解决问题，将许多小问题扼杀在摇篮，防止影响扩大。^[2]而且现在这种模式以及在多领域得到了实践验证，特别是电网运用成熟。所以将互联网+机器人引进铁路的管理中势必会事半功倍，提高整体效率。

五、结束语

安全第一，是铁路运营的根本原则，优化电气化铁路接触网的抗风特性是保障乘客安全，提高铁路运营效率的前提。积极的探索受大风影响的枢纽地区铁路接触网的防风技术有利于提高铁路的整体管理能力，提升铁路接触网的利用效果，提升铁路运营的整体的经济效益，并且持续的为中国经济发展加力。^[3]

参考文献：

[1]孙海.探究大风地区电气化铁路接触网防风技术[J].科学与信息化,2017,000(009):107-108.

[2]刘长利.大风地区电气化铁路接触网防风技术研究[D].西南交通大学,2011.

[3]田志军.电气化铁路接触网防风技术研究[J].建设机械技术与管理,2007,20(007):100-103.

作者简介：李洪彬（1986年7月），性别男，民族汉，籍贯（内蒙古自治区通辽市），单位（沈阳局集团公司通辽供电段），学历大专，研究方向电气化铁路接触网。