剛性接觸網(wǎng)接觸線脫槽的分析與解決辦法

李泉雄

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，地鐵以其快捷、方便、運(yùn)輸量大、故障低等特點(diǎn)在現(xiàn)代都市交通中扮演著越來越重要的角色。保障地鐵安全、平穩(wěn)運(yùn)輸顯得越來越重要。剛性接觸網(wǎng)作為地鐵系統(tǒng)的關(guān)鍵部件關(guān)系到整個(gè)地鐵網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。因?yàn)槠涮厥獾墓δ?，在高速運(yùn)行中要受到強(qiáng)烈摩擦、又要受到各種惡劣自然環(huán)境的影響極易出現(xiàn)各種故障。其中接觸線脫槽是極為嚴(yán)重的故障，輕則造成真?zhèn)€地鐵線的緊急停車整個(gè)地鐵網(wǎng)路暫時(shí)癱瘓，重則造成相撞事故危及人民自身安全，應(yīng)當(dāng)引起我們相當(dāng)?shù)闹匾暋Ｔ斐山佑|線脫槽的原因很多主要分為：剛性接觸網(wǎng)受電弓異常磨損，其形狀發(fā)生改變不能有效與線排形成良好配合在偶然情況下造成脫槽；在機(jī)車運(yùn)行過程中線在線夾槽中經(jīng)?？矔斐擅摬郏婚L時(shí)間的運(yùn)行缺乏巡視檢修接觸線的位置發(fā)生變動無法達(dá)到運(yùn)行要求也會造成脫槽。我們將對上述幾點(diǎn)進(jìn)行分析討論找出解決辦法。

【關(guān)鍵詞】接觸線脫槽；接觸弓異常磨損；線夾卡滯

1 接觸網(wǎng)卡滯造成脫線的分析討論

剛性接觸網(wǎng)比柔性接觸網(wǎng)主要是剛性匯流排和接觸線無軸向力，不存在斷排和斷線的可能，從而避免了鉆弓、燒融、不均勻磨耗造成的斷線事故。但是剛性接觸網(wǎng)的匯流排和接觸線通過定位線夾與隧道頂部鋼槽等裝置固定連接，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮匯流排在長時(shí)間運(yùn)行過程中出現(xiàn)輕微的位移，所以定位線夾與匯流排之間有一定的間隙，以滿足匯流排因溫度變化引起的順線路方向位移變化，允許匯流排在線槽內(nèi)滑動。因?yàn)榱熊囘\(yùn)行，匯流排熱脹冷縮和客車受電弓的慣性力始終朝一個(gè)方向，容易使定位線夾出現(xiàn)卡滯，長此以往會造成絕緣子受力異常，匯流排損傷，嚴(yán)重時(shí)底座開裂、絕緣子扭曲變形，在偶然情況下還會造成脫槽事故，嚴(yán)重威脅了地鐵的安全運(yùn)行。

剛性接觸網(wǎng)采用剛性懸掛，一般采用具有相應(yīng)剛度的導(dǎo)電軌或具有相應(yīng)剛度的匯流排與接觸線組成；整個(gè)系統(tǒng)又分為若干個(gè)錨段的機(jī)械分段結(jié)構(gòu)組成。在錨段中間采用中錨進(jìn)行固定，防止匯流排竄動，每隔6到8米采用線夾、絕緣子、橫撐等裝置將匯流排與接觸線與周邊固定。匯流排在溫度變化下會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。當(dāng)溫度升高時(shí)匯流排越長，低時(shí)縮短。在極限溫差線會出現(xiàn)6-8毫米的伸縮量。線路為小半徑時(shí)，機(jī)車給接觸網(wǎng)匯流排時(shí)有作用力，該力可分解為水平力和垂直力，當(dāng)線路半徑越小，其水平力越大。該水平力容易造成卡滯現(xiàn)象的產(chǎn)生。另一個(gè)原因是熱脹冷縮在末端時(shí)，由于匯流排的伸長及匯流排本身的重量，線夾和匯流排之間產(chǎn)生摩擦力造成卡滯。

為了減少卡滯現(xiàn)象我們可以對線夾進(jìn)行優(yōu)化，采用冷軋成型，并與匯流排固定，同時(shí)線夾螺桿與絕緣子固定連接，絕緣子采用可活動的杵頭絕緣子。同時(shí)，在槽鋼與絕緣子之間增加一個(gè)剛性滑道，滑道長度滿足因溫度變化引起的絕緣子位移長度，解決卡滯問題，有效避免了脫槽等事故的產(chǎn)生。

2 接觸網(wǎng)弓網(wǎng)異常磨損造成脫槽探討

接觸線異常磨損主要體現(xiàn)在線路容易引發(fā)接觸線異常磨耗的區(qū)域。由于涉及、施工以及線路等原因，在部分區(qū)域接頭、分段絕緣器、膨脹元件、錨段關(guān)節(jié)、列車上坡拐彎處，由于接觸懸掛高度變化較大導(dǎo)致受電弓離線或撞擊懸掛，從而造成異常磨損。在列車運(yùn)行時(shí)左右受力不穩(wěn)，造成沖擊從而造成脫槽現(xiàn)象的產(chǎn)生。

有各種類型的磨損：中心偏磨型磨損，是指受電弓的中心段磨耗比較嚴(yán)重，越往兩邊磨耗越小甚至沒有磨耗。波浪形磨耗，是指磨耗不均勻的分布在受電弓弓板上，具有隨機(jī)性，導(dǎo)致滑板表面凹凸不平，猶如波浪一樣。裂紋型磨損，主要是指接觸懸掛的高變化，導(dǎo)致弓網(wǎng)間的機(jī)械連接狀態(tài)發(fā)生變化，在高速運(yùn)行中受到機(jī)械沖擊，導(dǎo)致受電弓弓板出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重時(shí)有部分結(jié)構(gòu)從受電弓上脫落導(dǎo)致脫槽等事故發(fā)生。

剛性接觸網(wǎng)的彈性較低，剛性接觸網(wǎng)高低不平導(dǎo)致受電弓顛簸。由于自身無法釋放這種垂直方向的振動能量，當(dāng)受電弓從導(dǎo)向高的地方走向?qū)虻偷牡胤綍r(shí)，被迫撞擊抬升接觸網(wǎng)，造成磨損增加。在接觸懸掛上難免出現(xiàn)凸性硬點(diǎn)，這也導(dǎo)致了磨損位置的隨機(jī)性。硬點(diǎn)的出現(xiàn)意味著導(dǎo)向高度的突然增高，造成了機(jī)械沖擊從而造成了磨損的增加。機(jī)械沖擊過大時(shí)會產(chǎn)生裂紋。在接觸網(wǎng)線路上有一些區(qū)域一直未進(jìn)行優(yōu)化。如出站時(shí)同一線路上多輛客車同時(shí)啟動電流較大，而進(jìn)站時(shí)有制動反饋電流更加增大了電流。接觸線和受電弓易受到電弧損傷及溫升熔焊方面的磨耗，其影響不可忽視。剛性接觸網(wǎng)也須按照波紋形布置。而且在線路拐彎時(shí)應(yīng)該有圓弧過度。但是由于列車速度弓網(wǎng)關(guān)系以及接觸線的平面布置形式的不同。受電弓滑板各點(diǎn)與接觸線接觸時(shí)間、頻率不同，個(gè)部位的磨損情況也不相同，這也是造成中心偏磨損磨耗的主要原因之一。而且受電弓各部分的受力也不一樣，靠邊的力比較小，這更加造成了中心磨損。

1.要學(xué)會合理選弓，不同的弓在材料、結(jié)構(gòu)等方面的組合影響了弓網(wǎng)的電接觸特性、機(jī)械摩擦性以及受電弓的跟隨性，碳滑板特別適用于銅和銅合金其自潤滑性強(qiáng)的接觸線。但是其導(dǎo)電性強(qiáng)度也需要增加，尤其在碳滑板的基礎(chǔ)上加一些鉛、錫合金就會增加碳板的強(qiáng)度、和降低碳板的電阻值，有利于碳滑板弓網(wǎng)關(guān)系的運(yùn)行。2.改善剛性接觸網(wǎng)的彈性。由于硬點(diǎn)的出現(xiàn)，高速運(yùn)行的受電弓容易撞擊接觸網(wǎng)或拉弧燒損碳滑板。為了改善彈性問題不少地鐵公司引進(jìn)了彈性定位線夾，該匯流排及接觸線的重力靠線夾內(nèi)彈簧來承擔(dān)，其彈簧壓縮長度與接觸網(wǎng)系統(tǒng)的跨距、匯流排自重及弓網(wǎng)接觸力有關(guān)，保證了匯流排有上升及下降的空間，能吸收機(jī)械沖擊力，減少磨損。3.優(yōu)化懸掛導(dǎo)高缺陷。硬點(diǎn)是導(dǎo)高突變的地方。在檢修過程中，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整不符合導(dǎo)高突變點(diǎn)。4.優(yōu)化懸掛拉出值缺陷。不均勻磨損的重要原因是線路中出現(xiàn)磨耗特殊區(qū)域，如電客車出入加速區(qū)段位置，我們采取統(tǒng)籌優(yōu)化的方法，對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記。優(yōu)化特殊區(qū)域的線路，如改變其形狀和改善其材料用電阻更加小的線型。

3 加強(qiáng)接觸網(wǎng)的日常巡視維護(hù)

隨著接觸線脫槽對運(yùn)營的影響越來越嚴(yán)重，以及檢測技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的公司引進(jìn)高技術(shù)設(shè)備對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測。如動態(tài)檢測車，它采用激光測量儀器對接觸網(wǎng)進(jìn)行動態(tài)測量，檢測方便檢測精準(zhǔn)，只要檢測機(jī)車在接觸網(wǎng)線路上跑一趟就可以檢測標(biāo)記出接觸網(wǎng)線路上的各種缺陷。其效率和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人力檢測。

為了更好的滿足運(yùn)營需要，應(yīng)該立足于運(yùn)行前預(yù)防工作和運(yùn)行后優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。加強(qiáng)對施工單位的監(jiān)督，針對不符合要求的項(xiàng)目進(jìn)行整改，以滿足安全運(yùn)營的要求，同時(shí)運(yùn)營后不斷優(yōu)化調(diào)整工作，主要從磨損跟蹤、參數(shù)調(diào)整、檢修調(diào)整、檢修制度、交流合作等地方下功夫，形成剛性接觸網(wǎng)線路和設(shè)備定期巡視、巡檢機(jī)制。要定時(shí)對接觸網(wǎng)線路進(jìn)行巡視檢查，同時(shí)盡量利用高科技設(shè)備增加檢測精度和降低勞動強(qiáng)度。在發(fā)現(xiàn)線路缺陷時(shí)及時(shí)排除，對不合格的工程要及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，還要培養(yǎng)一支接觸網(wǎng)專門維護(hù)、保養(yǎng)、維修隊(duì)伍，加強(qiáng)對他們的技能培訓(xùn)，使他們不僅會使用各種檢測設(shè)備還懂得接觸網(wǎng)設(shè)備的工作機(jī)理。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備的故障還能及時(shí)排除簡單故障。技術(shù)人員還應(yīng)該對脫槽具體問題進(jìn)行具體分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研制出優(yōu)化設(shè)備減少脫槽現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語

要有效減少脫槽現(xiàn)象的產(chǎn)生，必須在減少弓網(wǎng)磨損、減少匯流排卡滯上下文章，發(fā)展新技術(shù)優(yōu)化設(shè)備，同時(shí)經(jīng)常對接觸線和接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行檢查巡視及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。這依賴于各方面人員通過交流、總結(jié)、創(chuàng)新等渠道加以努力，有效減少脫槽現(xiàn)象，保證地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

【參考文獻(xiàn)】

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[2]郭玉龍.地鐵接觸網(wǎng)匯流排卡滯研究[J].城市建設(shè)理論研究電子版，2014（8）32.

[責(zé)任編輯：張濤]