城市轨道交通刚性悬挂接触线磨耗分析

刘伟

摘  要：在刚性接触网悬挂中，接触线的磨耗一直是检修过程中经常遇到的难题。通过分析徐州地铁1号线运营2年时间里收集的接触网设备问题库，发现出现最多的问题便是刚性接触悬挂接触线磨耗。本文通过对接触线磨耗产生的具体原因进行分析研究，制定缓解磨耗问题可行性改进方案，从而为接触网的检修提供参考。

关键词：刚性接触悬挂;接触线磨耗;优化方案

引言：刚性接触线采用无张力放线进行架设，所以不易发生断线，但相应的接触网悬挂弹性变差。刚性接触网具有设备结构简单、占用空间小、检修工作量小、使用寿命长、更换方便等优点。徐州地铁1号线正线区段采用刚性接触悬挂形式，开通两年以来运营状态良好。但伴随着运营时间的增加，通过分析接触网检测车检测数据发现，部分区段出现电力客车受电弓取流不良，接触线与电力客车受电弓之间压力过大等问题。在接触网专业人员现场检查复核后，发现弓网压力超标点的接触线磨耗严重问题。接触线状态不良，更增加了弓网间接触压力的变化，使得受电弓与接触线之间局部的磨耗日益增加;同时，通过车辆检修专业人员的反馈得知，电力客车受电弓碳滑板的磨耗也日益严重，形成恶性循环。为减小受电弓与接触网之间的异常磨耗，需要对接触网异常磨耗问题进行分析研究并制定行之有效的改进方案。

一、刚性悬挂接触线磨耗异常的原因

1.汇流排中间接头处状态不良

由于前期施工质量不达标，在汇流排安装前期测量数据存在误差，汇流排在预制过程中出现偏差。汇流排加工时切口处不平整问题未处理以及受长时间运行震动的影响，中间接头处螺母出现松动滑丝。汇流排接头处出现的缝隙较大，相邻跨距的导线高度坡度变化率较大，导致接触线磨耗增加。

2.接触线脱槽现象时有发生

徐州地铁1号线正线区段隧道区域均采用刚性悬挂形式，由于前期土建施工质量不达标，在阴雨天气隧道出现多处漏水现象，导致隧道内常年潮湿，更有部分漏水点在汇流排正上方，水滴直接落在汇流排上。隧道内含有大量的矿物质，在电力客车通过时会将空气中矿物质粉尘及金属性质粉尘带到接触网设备上，当粉尘进入汇流排与接触线缝隙处（即接触线沟槽内）再与含有矿物质的隧道滴水融合，将产生固体白色粉末状物质，腐蚀汇流排并将汇流排撑开导致接触线托槽。托槽部位的接触线导高发生变化，比相邻接触线高度低，刚性悬挂的汇流排几乎没有弹性，受电弓抬升力将转化为对接触线的反力，遇到导高变化情况受电弓会对接触线产生冲击力，从而造成接触线磨耗异常。

3.出站客车加速区段受力状态不良

电力客车出站时，受电弓运行处于加速状态，此时的受电弓对接触线的接触压力处于不稳定状态，受电弓震动加剧，产生的接触压力不均匀及对接触线的冲击力，造成电力客车加速区段接触线异常磨耗。另外，电力客车加速时，加速度和大取流、接触压力变化等因素会导致受电弓与接触线瞬时脱离而产生拉弧现象，电弧产生大量的高温会烧伤接触线，受损的接触线出现断断续续的凹凸不平现象，加速了接触线与受电弓异常磨耗速度。

4.荷载集中处设计不合理

刚性接触悬挂锚段关节、线岔、分段绝缘器等设备质量较集中处，未合理选用具有弹性性能设备零部件，这些处所悬挂结构刚性大、弹性差，电客车受电弓通过时受到的冲击压力和接触压力得不到有效缓解。

5.汇流排定位线夹卡滞

由于前期施工出现化学锚栓安装不垂直于轨平面问题未有效处理，汇流排定位线夹安装后偏斜使定位点处汇流排卡滞，随着设备周围环境的变化尤其是温度急剧变化情况，由于汇流排材质特点使汇流排发生位移，偏斜定位线夹卡滞汇流排使汇流排无法正常窜动，汇流排伸缩应力的集聚使汇流排发生轻微变形，接触线高度受影响参数发生变化，导致弓网接触状态不良，接触线与受电弓磨耗增加。

二、改进方案和优化措施

通过上述接触网异常磨耗原因的分析，从以下几个方面来优化受电弓与接触线间的磨耗关系：汇流排中间接头问题处理、接触线托槽问题整治、優化接触网零部件选型、加强前期施工作业质量监管。

1.汇流排中间接头问题整治

准确测量计算汇流排长度，对有切口不平整问题的汇流排进行重新切割、更换，安装调整后进行认真复测，调整后使汇流排中间接头处下部连接密贴且上部间隙不大于2mm;检修时用仪表式力矩扳手对汇流排接头处螺母安装力矩进行检测，发现螺母超力矩问题进行重新安装，对螺母滑丝问题及时更换中间接头并按标准力矩安装。

2.接触线脱槽问题整治

接触线脱槽由于隧道漏水和设备腐蚀等客观原因和设备原因导致。问题整治：一、从源头解决客观原因，组织人员对隧道漏水点进行专项全面摸排统计，与土建专业协调沟通，将统计漏水点上报，要求土建专业尽快对隧道漏水点进行封堵。二、解决设备腐蚀问题，根据水垢产生具体位置统计，用放线小车将产生水垢部位的接触线从汇流排中放出，用电工刀、美工刀或平口螺丝刀将水垢清理干净，按施工标准要求在接触线沟槽内涂抹导电膏。

3.优化客车加速区段接触网弹性

在锚段关节、线岔、分段绝缘器等设备质量集中处以及电力客车出站加速区段，将既有的定位线夹更换为弹性汇流排定位线夹或加装弹性复合绝缘子等零部件，有效改善接触悬挂弹性及弓网取流状态，降低受电弓运行离线率。

4.加强前期施工作业质量监管

汇流排定位线夹卡滞问题，首先要从前期施工阶段进行防治。接触网专业前期介入人员对现场施工问题进行统计、追踪整改，确保验收交付时设备状态符合验收标准。对既有的定位线夹卡滞问题根据具体情况进行整治：一、化学锚栓或后扩底螺栓轻微偏斜导致的定位线夹卡滞，可用钢管套住螺栓进行整正，整正完毕后对螺栓状态进行认真观察，螺栓无裂纹、螺纹无损坏方可继续使用;二、对偏斜严重或螺栓出现裂纹情况无法满足正常运行使用的应及时处理，将既有螺栓切割，在原螺栓附近不大于0.5m处重新植栓，保证螺栓垂直于轨平面，原定位点处设备转移至新植栓处，调整设备状态并进行参数复测。

三、结语

通过对徐州地铁1号线接触网弓网异常磨耗问题的分析研究，得出造成接触线出现磨耗异常的具体原因，针对以上原因提出了可行性的优化方案，为接触网专业前期施工验收及后期设备检修提供了良好的依据，具有一定的参考价值。随着城市轨道交通新线的扩建和既有刚性接触网运行时间的增加，将会有更多新的问题和难题出现，通过在检修中对设备的不断摸索、对新问题不断的分析研究，在不断的解决设备问题的同时，也在不断积累着宝贵的经验，对于城市轨道接触网的运行与检修，保证地铁安全正常运营有着重大的意义。

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