大风致接触网舞动跳闸(环境/机械)

故障复盘 · 已脱敏 — 本案例已隐去单位、人名与具体里程

事件概况

某年 4 月,某平原开阔地带电气化铁路区段(已脱敏,下同)。春季大风频发,气象部门发布大风蓝色预警后,该区段因地处河谷风口,阵风风力达 8 级左右。大风期间,添乘与视频观察发现该区段接触悬挂出现明显的低频、大振幅上下摆动(舞动),摆动幅度远超正常风偏摆动;受电弓通过时多次离线打弧,夜间可见连续蓝弧,供电臂馈线断路器先后跳闸两次,重合成功但弓网受流明显恶化。风力减弱后登网检查发现:多根吊弦线夹松动,个别吊弦压接管根部断丝,两处定位线夹端部有轻微拉弧痕迹;未发生断线与打弓,构成大风引起的接触网舞动故障。

经过与处置

  • 预警响应:大风预警发布后启动恶劣天气应急预案,添乘观察与视频监控联动,重点监视风口区段悬挂摆动状态;
  • 跳闸处置:馈线跳闸后重合成功,调度安排该区段限速运行,降低舞动工况下的弓网相互作用与离线拉弧强度;
  • 停风检查:风力减弱后立即申请天窗,对风口区段逐柱登网检查吊弦、定位装置、电连接与各部线夹状态,紧固松动吊弦线夹,更换断丝吊弦;
  • 检测复测:恢复常速前安排 C4 检测复核导高、拉出值与燃弧指标,确认几何参数恢复正常、燃弧率回落至正常水平;
  • 后续观测:将风口区段纳入大风天气重点观测清单,明确再遇同级大风时的限速启动条件与观察安排。

原因分析

大风作用下接触网舞动的激振机理、摆动形态与影响链
大风作用下接触网舞动的激振机理、摆动形态与影响链示意

直接原因:稳定定向强风绕过接触线与承力索时形成周期性旋涡脱卸,当激振频率与悬挂固有频率接近时发生共振,接触悬挂出现低频、大振幅舞动;舞动使弓网接触力大幅波动,滑板与接触线反复离线拉弧,引发跳闸与受流恶化(舞动幅值与风速、张力、跨距的关系以现行设计规范计算为准)。

间接原因:一是该区段处于河谷风口,地形对风有加速效应,属舞动易发区段;二是该锚段未安装防风抗振装置,防风吊弦等抗振配置不足;三是跨距偏大与张力配置使悬挂固有频率落入常见大风风速的激振区间。

管理原因:风口、舞动易发区段台账未建立,防风整治缺乏针对性安排;恶劣天气观察手段以人工添乘为主,视频监控覆盖不足;大风过后的设备强制检查流程未建立,吊弦线夹松动等次生缺陷可能遗留发展为吊弦脱落。

整改措施

技术整改

  • 对风口区段开展防风性能评估,按评估结果加装防风吊弦、阻尼抗振装置或调整跨距与张力配置;
  • 大风过后对风口区段吊弦线夹、定位线夹、电连接开展全面紧固与外观检查,形成记录;
  • 对重点风口建立风偏与舞动视频监控,实现摆动状态的远程可视;
  • 结合接触网负载计算复核该区段风荷载工况下的线索张力与跨距匹配。

管理整改

  • 建立风口区段"一区一档"台账,明确舞动易发位置与管控等级;
  • 将大风预警—限速—停风检查—复测恢复流程制度化,明确各环节责任与时限;
  • 将舞动特征识别纳入添乘观察与检测数据分析培训内容;
  • 与气象部门建立大风信息共享机制,提前启动预警响应与重点观察。

经验教训与相关条目

本案例的核心教训有三:其一,舞动是"风—悬挂—弓网"耦合事件,风口地形与悬挂参数(跨距、张力、抗振配置)共同决定风险等级,防风整治必须逐区段评估、差异化实施;其二,大风过后的设备检查与大风期间的限速同等重要,吊弦线夹松动、吊弦断丝等次生缺陷是舞动的"遗产",不清除即埋下吊弦脱落隐患;其三,视频监控与气象联动是低成本、高收益的舞动预警手段,仅靠人工添乘观察难以覆盖大风全过程。

参考资料
  • [1] TB 10009-2016《铁路电力牵引供电设计规范》
  • [2] 接触网运行维修规则(现行有效版本)
  • [3] Aeolian vibration(Wikipedia, 访问日期 2026-08-24) —— 架空导线(含接触网线索)风致振动综述;振动频率、锁振区与疲劳损伤机理;适用条款:§ Wind-induced vibrations。