在电气化铁路系统当中最容易产生故障的部分之一就是接触网。接触网产生故障的因素较复杂且多变,对接触网进行抢修时,抢修难度很大。如果不能够对产生故障的原因做到全面了解的话,抢修工作就会变得盲目而无从下手。能够迅速对接触网进行有效修复,在一定程度上缩短抢修时间,对于电气化铁路交通的正常运行具有重要意义。随着电力机车运行量的不断增加,接触网发生故障的概率有一定程度的升高。就供电运行单位而言,能够对接触网故障有效预防,是现阶段工作的核心。
由于电气化铁路运输量和电力机车数量增加,往往不能够在第一时间内对接触网进行维护和检修,接触网产生故障的原因,在一定程度上是由于接触网长时间的磨损而不能够得到有效修复所致。
接触网作为电气化铁路系统中的电力装置之一,运行结果和电流有着直接的关系。从理论上讲,电流的大小对吸流变压器的次边和原边是一样的,但方向相反,然而在具体运行过程中,往往会出现电流先经过大地和钢轨,接着再返回到牵引变电所的现象。如此一来,就会对接触网带来负面作用,导致接触网出现故障。
对接触网造成影响的所有原因中,气候所占比例最小,但是个别较为特殊气象条件下,也会导致接触网故障。如冻雨、雷雨以及大风天气。这些不确定的自然因素都会对接触网造成相应影响。
接触网本身容易受到外界影响的因素很多,主要以承力索与供电线路和导线的因素影响较多。导电物体的接触,使接触网的线路在一定程度上产生了损坏,致使接触网产生相应故障,此类故障的产生主要是外部环境方面的因素所致,比如常见的地震以及山体坍塌等。
组成接触网的零件数量较多,构成相关电路的零部件主要有吸流变压器、馈电线、电连接器、隔离开关等。这些零件当中,只要有一个产生了问题便会在一定程度上对整个接触网造成严重的不良影响,甚至会导致故障发生。要想从根本上保证接触网正常运行,务必要保证接触网当中的每个零部件的完整性。
对于接触网,电力机车自身能否正常运行,也会对接触网造成相应影响,假如电力机车不能够平衡运行,或实际运行时产生了相应的刮弓情况,在接触线路上产生电弧,就会出现烧蚀接触线的情况,如此一来就会大大增加对于接触网的破坏程度。
目前的铁路接触网故障定位方法主要有电抗法、AT中性点电流比法与横联线电流比法,经过分析对比,发现以上方法均存在以下问题:
(1)复杂线路无法定位。铁路接触网线路结构形式多样、跨越区段长、枢纽地区线路复杂,供电单元众多,现有的故障定位装置无法定位,导致枢纽地区故障查找耗时长,效率低。
(2)故障原因无法辨识。现有的故障定位方法大多通过电流、阻抗角及经验判断故障原因,对于试送、强送、抢修指导意义不强,易造成故障升级或故障恢复延时。
(3)隐性故障无法监测。现有的接触网故障监测设备对对绝缘类缺陷、未达到保护动作阈值的隐性故障无法有效监测,不能及时消除缺陷,导致线路带病运行。
因此亟需提出新型的解决方案,实现定位精度高、不受线路结构等影响,实现故障精确定位与故障原因辨识功能。