淺談如何確保接觸網(wǎng)滿足受電弓運行要求

鄧小桃(武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430205）

接觸網(wǎng)作為電氣化鐵路的重要組成部分，維護其良好的運行狀態(tài)是保證電氣化鐵路安全運行的先決條件，接觸網(wǎng)狀態(tài)的好壞主要取決于各零部件強度是否足夠、連接緊固是否牢靠、導(dǎo)電性是否滿足電力機車取流要求、各項技術(shù)參數(shù)是否滿足受電弓運行要求等，其中維護好接觸網(wǎng)各項技術(shù)參數(shù)是接觸網(wǎng)檢修維護重要內(nèi)容之一，因為電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行環(huán)境較惡劣，其有關(guān)參數(shù)會受氣候變化、線路抬撥道、檢修質(zhì)量的好壞等因素的影響而發(fā)生變化，一旦不能滿足機車受電弓運行要求，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的弓網(wǎng)事故，其影響范圍廣，搶修恢復(fù)時間長，會對鐵路運輸造成嚴(yán)重的影響，因此必須根據(jù)受電弓的運行特點，有針對性地對接觸網(wǎng)進(jìn)行維修維護，確保受電弓運行安全。

1 受電弓運行特點

受電弓是電力機車從接觸網(wǎng)獲取電能的取流設(shè)備。一般情況下：160km/h時速的受電弓本體弓頭長度為1950mm，受電弓弓頭工作寬度為1450mm。接觸網(wǎng)與受電弓的關(guān)系為動態(tài)關(guān)系，電力機車運行過程中，受電弓除沿鐵路線路平行運行外，還有向上、向下方向的震動量和向左、向右方向的擺動量，且其最大震動量和最大擺動量隨機車受電弓的型號和運行狀態(tài)不同而發(fā)生變化，受電弓動態(tài)包絡(luò)線如圖2所示,機車運行過程中，受電弓上下震動量為Δh，左右擺動量為ΔL。

圖2 受電弓動態(tài)包絡(luò)線

2 影響受電弓與接觸網(wǎng)相對位置的主要因素

受電弓與接觸網(wǎng)相對位置主要考慮的是受電弓運行中所涉及的范圍相對接觸網(wǎng)設(shè)備的距離，當(dāng)接觸網(wǎng)設(shè)備侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍時，就有可能造成受電弓被接觸網(wǎng)設(shè)備打壞或者接觸網(wǎng)設(shè)備被受電弓打壞，從而發(fā)生弓網(wǎng)事故。影響弓網(wǎng)關(guān)系的因素主要有以下幾個方面。

2.1 受電弓本體長度的影響

受電弓的長度對某個型號來說是固定的，作為接觸網(wǎng)設(shè)備運營單位，必須了解管內(nèi)相關(guān)線路電力機車所用受電弓最大長度及其有效工作長度，為弓網(wǎng)關(guān)系分析提供可靠數(shù)據(jù)。

2.2 受電弓安裝誤差的影響

受電弓安裝誤差將直接影響受電弓動態(tài)包絡(luò)線所涉及的范圍，因此考慮弓網(wǎng)關(guān)系時必須考慮一定的冗余。

2.3 鐵路線路狀況的影響

2.3.1 曲線處外軌超高的影響

機車在曲線處運行時，因外軌超高產(chǎn)生受電弓向曲線內(nèi)側(cè)的偏移，當(dāng)超高變化Δh時，對設(shè)計導(dǎo)高6000mm區(qū)段，受電弓的偏移變化量ΔC約為4.18Δh，對設(shè)計導(dǎo)高6450mm區(qū)段，受電弓偏移變化量ΔC約為4.48Δh；超高增加，則ΔC值向曲內(nèi)偏移，超高減小，則ΔC值向曲外偏移。

2.3.2 線路缺陷的影響

線路缺陷引起的機車晃動當(dāng)然也會影響到受電弓，如線路起伏、線路超高變化等，其中超高變化影響更明顯。

2.3.3 鐵路線路抬撥道施工的影響

線路抬撥道不僅改變接觸導(dǎo)線對鐵路線路的高度和拉出值，還改變接觸網(wǎng)支柱和腕臂對線路的側(cè)面限界，從而改變受電弓對接觸網(wǎng)設(shè)備的弓網(wǎng)關(guān)系。

2.4 電力機車運行速度的影響

受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍與機車速度密切相關(guān)。速度越高，受電弓動態(tài)包絡(luò)線的范圍越大。特別是在曲線區(qū)段，由于受曲線運動離心力和速度的共同影響，受電弓左右擺動量更大。

2.5 接觸線的動態(tài)抬升量的影響

接觸線抬升后不僅改變接觸線的高度，同時還改變受電弓中心對腕臂的距離，改變受電弓距定位器底座的距離等，當(dāng)腕臂對線路中心距離不夠大，或者定位器底座距受電弓距離不夠時，就有可能造成弓網(wǎng)事故。

2.6 線岔始觸區(qū)、關(guān)節(jié)非支處是否有侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線的情況

線岔始觸區(qū)非支抬高是否滿足要求、始觸區(qū)內(nèi)是否有線夾、錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處非支抬高是否滿足要求等，都對弓網(wǎng)關(guān)系有直接的影響。

綜上所述，影響接觸網(wǎng)設(shè)備與受電弓關(guān)系的因素主要有受電弓長度、受電弓安裝誤差、鐵路線路運行狀況、接觸網(wǎng)的動態(tài)抬升量和線岔、錨段關(guān)節(jié)技術(shù)參數(shù)等方面的內(nèi)容。受電弓是緊貼導(dǎo)線下表面運行的，由于機車運行速度較高，受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)不允許有接觸網(wǎng)零部件或者線夾等障礙物；否則，就可能形成硬點或打弓，嚴(yán)重的可能引發(fā)弓網(wǎng)故障。另外，對于線岔、錨段關(guān)節(jié)等有雙支或多支導(dǎo)線交叉或并行運行的處所，如果在受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)非支或側(cè)線抬高不夠，則容易鉆弓，刮壞受電弓或接觸線。因此，在接觸網(wǎng)檢修維護時，必須對相關(guān)因素做充分考慮，確保弓網(wǎng)關(guān)系的最佳狀態(tài)。

3 接觸網(wǎng)檢修中針對不同的情況應(yīng)采取的措施

3.1 嚴(yán)格控制拉出值大小

拉出值是接觸線對受電弓中心的距離，拉出值過大，或者曲線區(qū)段跨中接觸線偏移值過大，就會有電力機車鉆弓或脫弓的危險，過小會增加受電弓的集中磨耗，減少受電弓的使用壽命，因此接觸網(wǎng)檢修時，應(yīng)嚴(yán)格控制接觸線拉出值的大小，使其滿足運行規(guī)范要求。

3.2 嚴(yán)格控制接觸線高度

按接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)范要求，單箱區(qū)段，設(shè)計導(dǎo)高6000mm，最低不得低于5700mm，最高不得高于6500mm；雙箱區(qū)段，設(shè)計導(dǎo)高6450mm，最低不得低于6330mm，最高不得高于6500mm，接觸網(wǎng)檢修時應(yīng)嚴(yán)格遵守這一標(biāo)準(zhǔn)。配合線路抬撥道檢修施工時，在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整導(dǎo)高的同時，還必須考慮到腕臂及相關(guān)零部件是否會侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線的范圍，特別是接觸線隨軌面抬高時，斜腕臂距受電弓中心的距離從下到上一次減小，這時必須同時對腕臂做相應(yīng)調(diào)整，使其及其相關(guān)零部件處于受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍之外。

3.3 嚴(yán)格控制斜腕臂距受電弓中心的距離

接觸網(wǎng)支撐裝置的斜腕臂對受電弓的影響主要出現(xiàn)在支柱側(cè)面限界受限或鐵路線凈空受限的處所，必須根據(jù)受電弓的長短和受電弓的運行特點，確定受電弓運行過程中其中心距斜腕臂的距離，確保斜腕臂不侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線。

3.4 嚴(yán)格控制定位器坡度和止釘間隙

定位器坡度必須保證定位器底座不侵入受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍。定位器坡度的大小應(yīng)能滿足定位點接觸線向上抬高200mm或抬至最高點后，定位器最低點（包含定位器底座）高于導(dǎo)線面50mm以上。針對限位定位器，必須根據(jù)產(chǎn)品說明，嚴(yán)格控制止釘間隙的大小。

3.5 嚴(yán)格控制線岔和錨段關(guān)節(jié)處非支抬高量

線岔兩接觸線相距500mm處的高差，當(dāng)兩支均為工作支時，正線線岔側(cè)線接觸線比正線接觸線高10～30mm，側(cè)線線岔兩接觸線高差不大于30mm，當(dāng)一支為非工作支時，非工作支接觸線比工作支接觸線抬高50～100mm。線岔檢調(diào)時，必須嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)防占弓事故發(fā)生。

錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處非工作支的抬高必須符合設(shè)計要求，下錨支接觸線的垂直投影與線路鋼軌交叉處，相對于工作支，非支抬高不低于300mm。

3.6 受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)不應(yīng)有線夾等零部件

受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)，各種線夾下表面應(yīng)平行于軌面連線。特別是錨段關(guān)節(jié)、線岔或有渡線交叉的處所，受電弓理論運行中心線左右1000mm范圍內(nèi)，各種線夾不應(yīng)偏斜（相對于軌面連線）；曲線區(qū)段，承力索與導(dǎo)線連線應(yīng)垂直于軌面連線，嚴(yán)禁承力索向曲線外側(cè)偏移。線岔始觸區(qū)內(nèi)不應(yīng)有線夾?？紤]到列車提速后受電弓動態(tài)包絡(luò)線范圍的增大，始觸區(qū)400～900mm的范圍內(nèi)不得有任何線夾。

4 結(jié)束語

綜上所述，接觸網(wǎng)與受電弓的關(guān)系分析在接觸網(wǎng)運行檢修中至關(guān)重要，接觸網(wǎng)為露天架設(shè)設(shè)備，受影響因素多且錯綜復(fù)雜，以上僅對接觸網(wǎng)運行檢修過程中主要的弓網(wǎng)關(guān)系情況進(jìn)行了分析，實際運行管理中還有許多情況需要考慮，總之，遇到具體情況必須具體分析，力爭做到萬無一失，否則，一旦發(fā)生弓網(wǎng)事故，往往對鐵路運輸影響范圍廣，事故發(fā)生后恢復(fù)難度大，嚴(yán)重影響鐵路運行安全和運輸效益，給鐵路系統(tǒng)造成巨大損失。

［1］吉鵬霄．接觸網(wǎng)[J]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011．

［2］于萬聚．高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[J]．成都：西南交通大學(xué)出版社，2003．

［3］鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].鐵道部令第29號，2007年4月1日施行．