摘 要：接触网是电气化铁路两种供电方式之一，进行接触网的安全性和可靠性管理，也是现阶段高速铁路日常管理工作的重要内容。文章首先介绍了几种接触网安全性评价方法，随后分别从管理角度和技术角度，就如何提高高速铁路接触网的安全性与可靠性提出了几点建议。

关键词：高速铁路；接触网；安全性；可靠性

中图分类号：TM861 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0143-02

1 高速铁路接触网安全性评价方法

选择一种或多种科学的评价方法，一方面可以更加清晰的了解当前高速铁路接触网运行过程中存在的问题，另一方面又间接的提供了提高接触网安全性和可靠性的方法。近年来，随着我国高铁行业的成熟发展，配套的安全评估体系和逐渐建立起来，例如《轨道交通可控性、可用性、维护性和安全性规范及示例》（GB/T21562-2008）、《新建铁路项目安全评估暂行办法》等。在这些技术规范的指导下，提出了以下几种评价接触网安全性与可靠性的方法。

1.1 安全检查表

事先编制各类检查表，并尽量细化安全评价标准，为后期进行安全影响因素的对比提供参照标准。安全检查表是一种定量分析方法，可以将危险有害因素进行等级划分。其特点是按照事先编制的有标准要求的检查表，逐项进行检查，并根据检测结果进行打分。采用百分制，分为五个等级，分别是安全（91-100）、较安全（81-90）、一般安全（71-80）、较不安全（51-70）和不安全（50以下）。安全检查表的特点是易于操作，但是需要提前制定检查表，工作量相对较大。

1.2 PHA

预先危险性分析，是一种定性分析方法，主要是通过讨论系统存在的危险因素以及各类危险条件的触发条件等，对接触网运行中可能存在的有害因素进行定性分析。运用PHA进行接触网安全性评价，需要技术人员熟练掌握接触网系统的结构，对常见故障的发生原因和处理方法有一定的经验。PHA的应用优势在于评价效率高，但是容易受到评价人员主观经验的影响，具有不稳定性。

1.3 FMEA

故障类型和影响分析，可以评价接触网故障的危害后果，此外像故障类型、故障原因等，也都可以通过FMEA反映出来。在运用FMEA进行接触网安全性和可靠性评价时，需要掌握的要点是提前熟悉各系统、单元之间，各种故障问题的发生概率，并根据概率高低提前采取控制措施。这种分析评价方法的优点在于更加详尽的表达了接触网各类故障的发生概率和故障原因，但是对评价人员的实践经验提出了较高要求。

1.4 FTA

事故树分析法，可以较为准确的推算出某种事故的发生概率，要求评价人员能够熟练掌握事故和基本实践之间的关联性，通过计算基本事件的发生概率，为故障排除提供参考。与FTA类似的评价方法还有ETA（事件树），两者的不同之处在于ETA侧重于对触发条件的判定，由初始事件推算出其他类似事件的发生概率。FTA的優点是可以快速的完成故障原因的分析和事故概率的计算，但是容易出现误差；ETA的优点是操作简便，既可以定性又可以定量进行安全性评价，但是也容易受到评价人员主观因素的影响。

2 从管理角度提高接触网安全性与可靠性的措施

2.1 加大巡察力度，及时加固松动零件

高铁是目前国内人们出行首选的交通工具之一，随着近年来高铁客流量的不断增加，高铁承担的运输压力也随时提升。而接触网作为维持高速铁路正常运行的关键结构，由于长时间暴露在露天环境下，使用一段时间后不可避免会出现零件老化、螺丝松动等问题。如果这些问题得不到及时处理，轻则影响接触网的正常使用，严重情况下还会引发电气事故，造成更大的损失。由于接触网的分布面积广泛，要想提高故障隐患的排查率，必须要增加巡察力度，革新管理方法。目前关于接触网零件松动的处理方法主要有以下几种：

（1）机械固定。部分零件或螺丝，受到机械振动出现松动，可以将金属垫片放在零件下方，通过减小活动空间达到加固和稳定的效果。机械固定是目前处理零件松动最常用的方式，操作简便。但是接触网继续使用一段时间后，垫片可能因为振动掉落，需要重新固定。（2）化学固定。如果零件活动范围较小，可以在零件接触面上涂抹一层强力固体胶，固体胶干燥后可以将零件牢牢固定在基座上。使用化学固定法时，要提前将零件接触面上的油污、灰尘等处理干净，提高固定效果。（3）非金属嵌件固定。常用的材料有尼龙圈、橡胶圈等，通过增大摩擦力的方式，将螺母和螺帽锁紧，达到固定效果。

2.2 做好防雷措施，保障接触网平稳运行

接触网是牵引供电系统的重要组成部分，我国高速铁路地理区域跨度大，接触网绝大部分都都是露天设置，且没有备用设施，已开通的高速铁路雷击事故较频繁，需要采用必要的大气过电压防护措施。首先在接触网的安装形式上可将PW线抬高于AF线上方的保护配置，但这样仍然有一定的雷击概率。还可以采用合成绝缘子，提高绝缘子的抗烧蚀能力，合成绝缘子能够在一定程度上提高线路重合闸成功概率，但同样不能完全避免雷电来袭。亦可将接触网接地防雷，注意采用综合接地系统时，尽量让每根支柱都能够和贯通地线连接上，这种方法在目前我国高速铁路中用的比较多。

需要注意的是，在综合接地施工过程中及施工完成时，还需要对接地电阻进行检测，如达不到需要的要求，应该采取有效的降阻措施以保证列车运行的安全，提高接触网的耐雷水平，降低接地电阻是一个比较可行的办法。由于无论采用何种措施都没有办法完全避免雷电灾害，所以建议结合上述的全部观点，将保护线PW线抬高方式，AF线悬挂，采用合成绝缘子，谨慎做好接触网防雷接地工作。并建议完善我国接触网系统的耐雷水平等具体指标。

2.3 建立应急机制，避免故障问题扩大化

在高铁运行过程中，如果接触网突然出现异常工况或发生故障，将会引发灾难性的后果。因此，管理部门需要结合以往的工作经验，建立起接触网运行故障的应急机制。一方面可以实现对故障隐患和安全风险的预警，帮助管理人员及时发现接触网潜在的故障问题，在分析故障成因后采取应对措施，避免问题扩大化影响接触网的正常运行；另一方面，还可以第一时间为管理人员提供故障应对策略，也是控制故障损失的有效措施。可以将应急机制与系统自动巡检系统结合起来，在自检过程中如果发现问题，系统自动调用数据库中存储的应急处理方法，达到自动排除故障的效果。在接触网结构日益复杂的情况下，尽快建立应急机制，也成为确保接触网安全与可靠运行的有效措施。

3 从技术角度提高接触网安全性与可靠性的措施

3.1 建立接触网安全评价指标体系

（1）基本原则。为了提高安全评价指标体系的应用效果，在建立体系时需要遵循以下几方面的原则：其一是系统性原则，影响接触网安全性与可靠性的因素较多，只有将接触网作为一个统一的整体，才能更加全面的反映出影响安全的具体因素，这也为后期进行安全隐患的排除提供了参考；其二是适用性原则，安排评价指标体系应当与高速铁路接触网的运行特点、结构特点和操作技术等相适应，这样才能确保安全评价工作的顺利进行；其三是独立性原则，在进行接触网某些属性和特征的评价时，要将其独立开来，避免相互干扰和影响；其四是科学性原则，即接触网安全评价指标体系的建立要遵循科学规律，为后期安全隐患的及时排查提供科学依据。（2）体系结构。在安全评价过程中，指标量化是评价工作中的一个重要组成部分，尤其是定性指标往往要釆用某些处理方法将其量化。在安全评价中安全评价指标的量化多采用分段区间取值方法来确定。评价指标是安全评价的核心问题，指标体系不同，得出的评价结论也可能不同。本文结合高速铁路接触网安全相关的安全法律法规、标准及相关规定，应用安全分析相关技术，对影响高速铁路接触网安全的因素进行调查、分析，确定了以下3个大类的主要影响因素。

第一是管理因素。包括管理层对接触网安全性与可靠性的重视程度，是否有完善的安检制度以及是否定期开展安全管理技术培训等。第二是人员因素，主要是技术人员对故障的判断能力、解决能力，以及日常检修中的责任意识等；第三是环境因素，接触网运行环境也会对自身的安全性、稳定性产生重要影响，也需要纳入到安全评价指标体系中。

3.2 高速铁路接触网安全等级的划分

基于技术层面的接触网安全性和可靠性评价，采用的是定性分析方法，将接触网安全等级划分为5个层次，各个层次的划分标准为：（1）安全。高速铁路接触网在正常运行条件下，不会发生故障问题或意外工况，可以保证高铁的安全运行；（2）较安全。高速铁路接触网仍然保持正常运行，但是不排除发生异常工况的概率；（3）一般安全。高速铁路接触网运行中有一定概率发生可控的故障问题，但是能够及时排查，不影响高铁的安全和正常运行；（4）较不安全。接触网局部出现单发或并发故障，但是仍然具有可控性。通过及时处理不会出现人员伤亡等重大事故；（5）不安全。接触网局部或大部分出现损坏，且经抢修后仍不能恢复正常运行。已经出现断电或伤亡等重要险情。

3.3 模糊安全评价的数学模型

借助于计算机建立模糊安全评价的数学模型，可以对各类影响信息进行综合分析和精确计算，最终判定出不同因素对高速铁路接触网安全性和可靠性的影响因子。如果影响因子的数值超过标准范围，则认为是存在安全隐患，管理人员需要采取措施，消除不安全因素。反之，如果影响因子的数值在安全范围之内，则自动略过，这样就减轻了接触网安全管理的工作压力。基于模糊安全评价的数学模型，可以通过以下步骤建立，并发挥应有作用。

首先，要确定安全性和可靠性的评价指标，例如接触网的运行环境、材料的设计使用寿命等。评价指标要尽可能的全面和细化，以保证最终模型判定结果的有效性。其次，要采用恰当的权重向量，目前常用的权重向量构建方法以层次分析法和专家经验法为主。再次，选择相应的隶属函数，建立评价矩阵；最后，利用评价矩阵对前期获得的参数进行综合分析，得出最终的结果，并对结果向量进行解释说明。

4 结语

高速铁路作为现阶段主要的交通运输工具，需要加大管理力度，确保运行安全。接触网不仅是高铁运行的重要组成部分，而且其工况还直接决定了高铁的安全性。管理人員通过开展接触网安全性和可靠性分析，可以及时发现潜在的故障隐患，进而采取针对性的处理措施，防范故障的发生。此外，也要尝试从管理层面和技术层面开展故障管理，为人们的出行提供安全保障。

参考文献

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