摘要：接触网设备是铁路电力牵引系统的核心组成部分，长期暴露于自然环境中，极易受到极端天气的侵袭。本文聚焦极端高温、极端低温、强风、暴雨及雷击等典型极端天气，深入分析其对接触网线索、定位装置、绝缘部件、支柱结构等关键设备的具体影响机制，进而从设备优化、监测预警、维护抢修等方面提出系统性应对策略，旨在为提升接触网设备在极端天气下的安全稳定性提供理论与实践参考，保障铁路运输的畅通高效。
关键词：极端天气；接触网设备；影响机制；应对策略
一、引言
铁路运输作为国家综合交通运输体系的骨干，其安全与效率直接关系到国民经济的发展和人民群众的出行。接触网设备作为铁路电力机车的 “生命线”，承担着为列车持续输送电能的重要职责，其运行状态的稳定性至关重要。极端高温导致接触网线索弛度异常、绝缘性能下降；极端低温引发线索冻缩、覆冰覆雪；强风造成接触网部件偏移、振动加剧；暴雨引发支柱基础冲刷、设备短路；雷击则可能直接击断线索、损坏电气元件。因此，深入研究极端天气对接触网设备的影响，制定科学有效的应对策略，已成为铁路运输安全保障工作中亟待解决的重要课题。
二、极端天气对接触网设备的影响
2.1 极端高温的影响
极端高温（通常指环境温度超过 35℃且持续时间较长）对接触网设备的影响具有多维度、深层次的特点。接触网线索（接触线和承力索）多为铜合金或铜铝复合材料，在高温环境下会发生显著的热膨胀。这种过度伸长会导致线索弛度急剧增大，使接触线与受电弓之间的接触压力大幅波动，轻则造成受流质量下降、滑板磨损加剧，重则引发离线拉弧，烧伤线索和滑板，甚至导致供电中断。
高温还会对接触网的绝缘部件造成严重影响。绝缘子作为接触网的关键绝缘元件，其绝缘性能与温度密切相关。在极端高温条件下，瓷质绝缘子的瓷釉可能出现开裂，有机复合绝缘子的硅橡胶材料会加速老化，导致绝缘电阻降低、介损增大，造成接触网短路跳闸。此外，补偿装置中的滑轮、坠砣等部件在高温下易出现润滑失效、金属疲劳，导致补偿功能失灵，无法及时平衡线索因温度变化产生的张力，进一步加剧线索弛度异常和张力波动，增加断线风险。
2.2 极端低温与冰雪天气的影响
极端低温（环境温度低于 - 10℃）及伴随的冰雪天气是接触网设备面临的另一大威胁。低温会使接触网线索发生显著收缩，张力急剧增大。同时，线索的收缩会导致定位装置和腕臂承受巨大的附加应力，可能引发定位器偏移、腕臂变形，破坏接触网的几何参数，影响弓网配合。
冰雪天气对接触网的危害更为直接。接触线和承力索表面覆冰后，不仅会增加线索的机械负荷，使张力进一步增大，还会改变接触线的截面形状，导致受电弓滑行时接触不稳定，极易出现离线现象。覆冰融化过程中形成的冰凌还可能搭接在不同电位的部件之间，造成短路故障。在积雪较厚的地区，接触网支柱和腕臂上的积雪可能因温度变化发生冻结，形成冰壳，增加结构负荷。严重时会导致支柱倾斜、基础下沉，甚至整体倒塌，对接触网系统造成毁灭性破坏。
2.3 强风天气的影响
强风（风速超过 10.8m/s，即 6 级以上大风）对接触网设备的影响主要体现在动力学作用上。接触网线索在强风作用下会发生剧烈的横向振动和摆动，这种振动的频率和振幅会随着风速的增大而增加。从而导致受电弓与接触线之间的相对位置发生急剧变化，接触压力极不稳定，容易出现钻弓、脱弓等严重事故。
强风还可能导致接触网部件的机械损伤。定位装置、腕臂、绝缘子等部件在风力冲击下会产生较大的弯曲应力和扭矩，长期反复作用会引发金属部件的疲劳裂纹，绝缘部件的密封性能下降。在阵风风速超过 25m/s 的情况下，甚至可能直接将腕臂吹断、绝缘子吹裂，造成接触网设备瘫痪。
2.4 暴雨与雷击的影响
暴雨天气对接触网设备的影响主要体现在水害和电气故障两个方面。持续的暴雨会对接触网支柱基础造成严重冲刷，导致基础周围土壤流失、埋深变浅。同时，暴雨形成的积水可能淹没接触网下部设备（如接地装置、电缆终端等），造成接地电阻降低、绝缘击穿，引发短路故障。此外，暴雨伴随的强对流天气可能夹杂着冰雹，冰雹对接触网线索、绝缘子、受电弓滑板等部件的冲击会造成机械损伤，如线索表面出现凹坑、绝缘子伞裙破裂等，缩短设备使用寿命。
雷击是夏季暴雨天气中常见的灾害，对接触网设备的破坏具有突发性和严重性。直接雷击会在接触网线索上产生巨大的过电压和过电流，严重时足以烧断线索、击穿绝缘子。感应雷击则会在接触网线路上产生感应过电压，沿线路传播，损坏牵引变电所、分区所等沿线电气设备。
三、极端天气下接触网设备的应对策略
3.1 设备优化与技术升级
针对极端高温天气，应优先选用耐高温、抗老化的材料制造接触网部件。接触线可采用铜镁合金材料，其耐高温性能优于普通铜材，在 150℃时仍能保持较高的机械强度；绝缘部件选用耐候性强的高温硫化硅橡胶复合绝缘子，其工作温度范围可扩展至 - 40℃~120℃，且抗老化性能显著提升。
为应对极端低温与冰雪天气，在寒冷地区推广采用具有自动融冰功能的接触网系统。可通过在接触线中嵌入发热元件，在覆冰时通电加热，使接触线表面温度维持在 0℃以上，防止覆冰形成。对于覆冰严重的区段，安装机械式除冰装置，利用受电弓上的破冰刀或接触网沿线的旋转除冰器，及时清除覆冰。
针对强风天气，对接触网进行抗风加固设计。采用刚性定位装置替代传统弹性定位器，增强定位稳定性；在腕臂与支柱连接处加装加强板，提高结构整体刚度；借鉴航空航天领域的气动优化技术，对接触网部件进行流线型改造，降低风荷载系数，减少风力冲击。
为抵御暴雨与雷击，强化接触网支柱基础的防护措施。采用钢筋混凝土扩大基础或桩基，提高基础的抗冲刷能力；在基础周围设置截水沟、护坡等排水设施，防止雨水浸泡。在雷击高发区段，增设避雷针、避雷器等防雷装置，优化接触网接地系统，降低雷击过电压对设备的损害。
3.2 监测预警体系构建
建立覆盖全网的接触网设备极端天气监测系统，实现对关键参数的实时监控。在接触网沿线布设温度、湿度、风速、雨量等气象传感器；在线索上安装张力传感器、弛度监测装置，实时监测线索的力学状态；在绝缘子表面安装泄漏电流传感器，评估绝缘性能变化。监测数据通过 5G 无线通信网络传输至云端数据中心，利用大数据分析技术构建设备状态评估模型，实现故障的早期预警。
建立预警信息发布与联动机制，确保预警信息快速传递和有效响应。通过铁路调度指挥系统、手机 APP、短信等多种渠道，将预警信息及时发送给列车司机、车站值班员、接触网工等相关岗位；与气象部门建立数据共享机制，获取高精度、短临气象预报，提高预警的准确性和时效性。
3.3 维护与抢修机制完善
制定极端天气下接触网设备专项维护规程，明确维护周期、内容和标准。在极端高温来临前，重点检查补偿装置的灵活性、绝缘子的老化程度，对线索张力进行重新调整；进入冬季前，对接触网进行全面防冻检查，清理线索上的积雪、冰凌，检查融冰装置的工作状态；在雷雨季节前，测试防雷装置的接地电阻、避雷器的动作性能，确保防雷系统可靠运行。
组建专业化的极端天气应急抢修队伍，配备先进的抢修设备和物资。抢修队伍应具备快速响应、协同作战能力，针对不同极端天气类型，制定详细的应急抢修预案，定期组织实战演练，提高抢修效率。
建立极端天气后接触网设备的全面巡检机制。在极端天气结束后24小时内，组织人员对接触网进行全方位检查，重点排查线索断股、部件松动、基础冲刷等隐患；利用无人机巡检技术对难以到达的区段（如桥梁、隧道口）进行航拍检查，生成高清影像资料，通过图像识别技术识别设备损伤；对发现的问题建立台账，按照 “先重后轻、先通后善” 的原则及时处理，确保设备恢复正常运行状态。
四、结论
极端天气对接触网设备的影响复杂多样，涉及材料性能、结构力学、电气特性等多个方面，严重威胁铁路运输的安全与效率。通过设备优化与技术升级，可从源头上提升接触网对极端天气的抵御能力；构建完善的监测预警体系，能够实现故障的早发现、早预警；建立科学的维护与抢修机制，有助于快速恢复设备功能、减少故障影响。未来，随着科技的不断进步，积极引入新的材料、技术和管理理念，进一步提升接触网设备的性能和运行管理水平，确保铁路接触网系统始终处于安全、高效的运行状态。（作者：李彤 王森 作者单位：大秦铁路股份有限公司太原供电段）
责任编辑：张钰
