解决方案：由高铁动车组弓网故障引发的思考
单位：天津供电段作者：曹鸿昌 李彦杰
1引言
随着高速铁路的大面积开行，旅客对铁路产品安全正点率和服务质量有了更高的要求和期望，发生供电设备弓网故障对正常的运输秩序影响巨大，因中断供电造成高速铁路停运而带来的舆论压力都是前所未有的。为此，必须分析研究高速铁路接触网弓网故障原因，制定相应的技术和管理对策，最大限度降低对运输带来的干扰，提升高速铁路供电运行品质。
2三起弓网故障概况及问题分析
2.1三起弓网故障概况
2.1.12014年12月2日，xx局管内XX站125#定位器发生一起打碰动车组车体受电弓的弓网故障。打碰弓点位于XX站接触网125号支柱，具体打碰点为该支柱的T型软定位器根部。原因为：125号支柱为四跨锚段关节中心柱，所处线路为曲线地段，曲线半径R=600m、外轨超高h=130mm，接触网设备支柱采用H170-25型，悬挂安装在曲线内侧。125#T型软定位器的工作支接触线拉出值为293mm情况下，T型软定位器根部拉出值为875mm。受电弓弓角与T型软定位器根部动态距离处于临界状态。在温差变化较大时间段，当气温降低至
0℃以下的时候，补偿器张力使接触网线索偏移最大，导致距离缩小，定位器尾部侵入动车组受电弓的动态包络线内，出现碰弓现象，是造成此次打碰弓故障的直接原因。
2.1.22014年12月8日xx客专xx区间1333号支柱定位器脱落发生打弓故障。通过对事发1333#定位器线夹、固定定位器线夹螺栓的状态与在用的定位器线夹磨痕比较，分析认为：施工单位在更换1333#定位线夹过程中，因使用的定位器线夹固定螺栓状态不良，在拧紧线夹主片与副片时螺栓卡滞受力，螺栓虽已紧固至标准力矩25N·m，但实际公差配合并未密贴，致使实际运行过程中，在线索伸缩位移及振动等因素影响下，1333#定位器平头销钉从定位器线夹中脱出，定位器低于接触线，与动车组受电弓相蹭，致使受电弓变形。
2.1.32015年3月10日18时37分，xx局xx城际XX西-XX站间下行线发生弓网故障，造成K3+393附近67#、65#、63#共三处定位器、多根吊弦打脱、打断，经抢修后，于20时24分恢复送电，中断供电107分钟。通过检查打弓后脱落受损的31＃硬横梁处12#线岔限制管，以及查阅此线岔的安装说明。发现限制管安装要求中，在限制管与接触线间两头应各安装两个线夹，现场实际只在线岔限制管两头各安装了一个线夹，不符合设备安装说明要求，此次故障是由于12＃线岔限制管由于长期列车运行过弓振动，加上限制管安装不到位，限制管与接触线间线夹松脱，导致限制管一头下垂侵入受电弓动态包络线，并与运行中的G7021次列车受电弓发生撞击，发生打弓故障并引起跳闸和设备损坏。
2.2存在问题分析
2.2.1安全意识和风险意识不强
通过分析三起弓网故障的原因，"高铁安全无小事"的意识没有做到，在行动上对潜在的作业风险缺乏深入的分析和研判、在新线开通前未按照设备安装说明书的要求进行验收。对潜在的安全风险认知不够、研究不透，致使高铁定位线夹螺栓不标准、定位器侵入受电弓动态包络线、供电设备不按照工艺检修，发生打弓的隐患风险长期存在。
2.2.2设备巡视检修不到位
设备运营管理单位生产组织缺乏科学性、严谨性，对重点处所设备检修质量把关不够，对重要缺陷掌握不及时。在日常设备检修标准、巡视监控质量上没有落实到位，导致现场作业执行技术标准把关不严、检修过的设备存在隐患。现场管理上比较粗放，检修质量不高，对设备技术标准掌握不透，缺乏安全意识、责任心和敏感性。
2.2.3应急处置能力不强
三起弓网故障在处置过程中都存在着故障信息不准确、对动车组自动降弓重视程度不够的问题，在应急处置过程中没有认真执行《高速铁路接触网故障抢修规则》，导致处置时间延长，严重影响高铁的正常运输秩序。
3减少高铁接触网弓网故障对策
3.1强化高铁供电设备管理
3.1.1实施高铁精细化管理
高铁供电管理不同于既有线供电管理，高铁接触网在动车组长期、大密度运行下，动态稳定性、电气稳定性、机械稳定性都有更高要求，高铁管理具有技术标准高、专业结合部多、运行环境复杂等特点，这些问题使得高铁供电运行养护和安全技术管理等面临着巨大的压力和风险。应以高铁"零误差、零缺陷、零故障"为目标，以准确研判、超前防控高铁安全风险为重点，完善作业标准，优化工艺流程，细化作业指导书。针对不同线路和同一线路不同型号设备编制维修作业指导书，指导书内容要全覆盖，提高指导书的针对性和可操作性，指导现场维修作业。实行设备维修差异化、重点设备维修专业化，根据设备运行环境，尤其是通过受电弓弓架次的不同，采取差异化检修，缩短检修周期。针对分段（分相）绝缘器、线岔、开关等关键设备，成立专门维修小组，强化人员培训，持证上岗，从而提高关键设备的维修质量。
3.1.2提高接触网设备质量
增强"高速铁路无小事"的意识，以防"松、脱、卡、磨、断、裂和几何尺寸超标"为重点，落实精检细修。对高铁运行中大风、雷击、锈蚀、盐污、零部件断裂、弓网关系匹配等出现的新问题、新情况，及时分析原因，提出针对性措施，有效消除倾向性和惯性故障。落实加强型平腕臂、上网点、分段绝缘器等防松、防裂整治措施。抓高铁定位线夹、可调吊弦等问题改造，解决定位线夹安装不到位、弓网关系不匹配、线间交叉互磨、开口销脱落等问题。
3.1.3推进检测监测6C建设
以《高速铁路供电安全检测监测系统(6C)总体技术规范》为总指导，围绕检测、监测、检修、整治四个主要环节，建立了全面检测、定点监测、集中检查、系统整治的高铁供电设备管理模式。搭建专家数据平台，建立数据统计分析中心，明确职责权限，完善"管、用、修"办法，发挥利用6C数据指导现场进行设备检（查）修、整治的中心作用，使其尽快转化为现实的生产力。
3.1.4做好新建高铁的提前介入工作
新线"四电"工程开工前提前熟悉建设标准，组织做好全过程介入。加强对供电重要设备的质量检查验收，对纳入生产许可、认证管理的产品必须检查资质；对重要部件的材料出厂、进场、上网、组装调试按规定程序和比例进行抽检，确保产品质量源头不留隐患。采取全过程记名盯控的方式，确保开通前联调联试、精整精调质量；联调联试开始前，以运营单位为主至少进行一次全覆盖平推检查，以"首件、首台、首段"设备为示范，确保新设备投入前整治达标。建立健全"一杆一档、一台一档"和设备缺陷问题库，严格督办整改和问题销号，抓好新线开通的设备整治，为新线开通安全运营奠定坚实基础。
3.2提高快速应急处置水平
3.2.1提高应急处置效率
供电抢修必须遵循"先行供电"、"先通后复"和"先通一线"的原则，落实《高速铁路接触网故障抢修规则》（铁总运[2014]53号）的要求，通过结合季节特点开展应急培训、岗位练兵、桌面推演等方式，从快速出动、信息传递、故障登记、处置预案等方面不断提高应急处置能力，大幅度压缩故障查找和处置时间；
3.2.2提升故障研判水平
按照"细分供电单元，缩小供电范围，准确判断故障，压缩故障停时"的要求，合理抢修布局，强化抢修设施配套。已判明故障性质及故障最小停电单元，短时内无法彻底恢复，但经确认或处理，满足机车车辆限界及惰行条件的，可采用最小故障停电单元停电，列车降弓惰行通过故障点的方式组织行车。
3.2.3优化快速出动方式
抢修人员应优先采取登乘列车的方式出动抢修，严格落实规定，在高铁车站（含动车段、所）站房内应设立接触网应急值守点，特殊情况时，可在重点区段增设临时应急值守点。在冰雪、大雾、雷雨、台风等恶劣天气时，应急值守点人员、车辆等应相应加强，同时重点对高铁应急处置、故障抢修、故障查找等方面取得的经验和教训进行交流，不断丰富高铁应急处置人员的实战经验。
3.3加强高铁弓网联控工作
3.3.1加强设备检查整治
发挥机务、车辆、供电部门间的联控作用，有效防止弓网故障发生，确保高速接触网运行安全。供电部门应加强对接触网定位、线岔、锚段关节、分段绝缘器等关键设备的日常检查检测，确保接触网设备技术状态良好。车辆部门应加强受电弓各部件以及滑板磨耗的检查维护，定期检测受电弓升、降弓压力等技术参数，确保受电弓及车项设备技术状态良好。认真落实《关于加强高速铁路弓网联控工作的通知》要求，对弓网故障、自动降弓等弓网安全信息，须高度重视、眼睛向内、彻底查明原因、不留隐患。
3.3.2强化弓网信息反馈
动车组运行中，当发现接触网设备异常或受电弓受损、自动降弓、换弓运行等异常情况时，司机应立即查看故障地点公里标，并向列车调度员汇报，同时通知随车机械师，随车机械师根据故障报文，及时汇报故障类型、发生时间等信息。列车调度员及时将故障情况通报供电调度，供电部门在接到接触网设备异常或受电弓异常信息后，分析并准确判断第一故障点，并立即组织人员巡视检查。
3.3.3完善联检工作机制
动车组受电弓发生受损、自动降弓、换弓运行等异常情况后，车辆、供电双方人员应对受电弓共同进行检查；动车组日常整备检查，发现受电弓受损、磨耗异常等情况，车辆部门应拍照记录并及时反馈给供电部门。供电、车辆部门共同分析异常情况，查明原因，分别采取有针对性的措施。新型动车组以及新型受电弓投运前、影响弓网匹配的接触网或受电弓技术参数发生变化时，车辆与供电部门要及时沟通，通报相关技术参数，做好弓网匹配相关试验。
4结语
综上所述，高铁接触网弓网故障的发生影响因素较多，因此必须科学研判弓网故障的成因，固本强基，努力探索高速铁路供电运营养护维修规律，构建高铁供电安全风险管理体系，科学运用安全检测监测（6C系统）技术，加强风险管理研判，实现供电系统"管理规范化、作业标准化、设备标准化"的目标，为高速铁路提供可靠的动力保障。
参考文献：
[1]于万聚，高速电气化铁道接触网[M]．成都：西南交通大学出版社，2003：32-35.
[2]董昭德，李志锋，吴积钦．高速铁路接触网技术[Z]．中国铁道出版社，2014：291-299.
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智库专家
邓云川
中铁第二勘察设计院集团有限公司电化院总工程师
赵玮
中铁第一勘察设计院集团有限公司电化处总工程师
何正友
西南交通大学电气工程学院副院长