架空剛性接觸網弓網磨耗異常成因及對策探討

李俊國

摘 要：文章對目前架空剛性接觸網弓網磨耗異常的問題及其影響進行介紹，分析產生此問題的主要原因，并針對這些原因提出了相應的解決和預防對策，以供參考。

關鍵詞：架空剛性接觸網 弓網 磨耗異常 原因 對策

1 引言

隨著我國經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對于出行以及貨物運輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?，促進了我國高速鐵路以及地鐵行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是以地鐵等城市軌道交通形式來說，其采用的是架空剛性接觸網，并且表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性。但是在長時間的運行過程中也出現(xiàn)了局部磨耗過快的異常現(xiàn)象，影響其安全和可靠運行，所以需要分析其產生的主要原因并采取相應的措施進行預防和解決。

2 存在的問題與影響

架空剛性接觸網弓網磨耗異常的問題主要表現(xiàn)為以下內容：接觸懸掛與受電弓碳滑板存在的問題。其首先表現(xiàn)在接觸線的磨耗不均勻的現(xiàn)象，且磨耗過快的部位主要存在剛性懸掛關節(jié)非支、線岔處；剛性區(qū)間大彎道處；剛性匯流排中間接頭處；剛性分段絕緣器處；出站處的剛性懸掛接觸線等部位，且在這些部位主要出現(xiàn)工作面凹凸不平以及電弧燒損的磨耗異常問題。以上這些磨耗異常的問題會導致以下問題的發(fā)生。首先是接觸線磨耗不均勻對運營產生不利影響，導致弓網關系變差，接觸線與受電弓之間可能會出現(xiàn)火花問題，嚴重時會發(fā)生拉弧現(xiàn)象而影響牽引供電系統(tǒng)以及電力機車的異常。而且會縮短接觸線的更換周期，因而增加運營維護成本。其次是受電弓工作面的形狀不規(guī)則也會對運營產生不利影響，其主要表現(xiàn)在首先是會導致在列車速度變化時會導致瞬時分離受電弓與接觸線的問題，即導致跳躍式接觸的現(xiàn)象，這就會導致弓網之間產生火花，甚至會在列車加速區(qū)產生拉弧，加速對接觸線與受電弓碳滑板之間的磨損消耗以及對其造成燒損問題，而且會增加接觸線以及電弓碳滑板的不均勻磨耗現(xiàn)象，導致工作面不平整，還有可能降低牽引變電設備的運行性能，而對機車的受流質量造成嚴重影響。其次是會增加接觸網與受電弓的橫向振動或擺動幅度的問題，并最終導致接觸網的供電條件變差。再次是容易導致受電弓的羊角在通過線岔時被刮傷。最后是受電弓通過分段絕緣器的時候會造成導滑板和受電弓碳環(huán)板出現(xiàn)燒損的問題。

3 架空剛性接觸網弓網磨耗異常的主要原因

3.1電弓工作面不規(guī)則的原因。對于地鐵的牽引供電系統(tǒng)來說，其采用架空剛性接觸網作為其核心，對整個供電系統(tǒng)的安全性和可靠性起到重要的作用。而其電弓工作面不規(guī)則的現(xiàn)象容易導致電弓碳滑板出現(xiàn)磨損現(xiàn)象而導致其表面出現(xiàn)凹凸不平的不規(guī)則形狀，而且架空剛性接觸網采用的是懸掛布置的方式，其在長時間的運行中由于其呈現(xiàn)出正弦波形的特征而容易導致碳滑板和弓網接觸面之間存在嚴重的摩擦現(xiàn)象，所以經過長時間的摩擦就會出現(xiàn)損壞而對架空剛性接觸網的正常運行和運行安全造成影響。3.2接觸線損耗不均勻。這也是引起架空鋼芯接觸網弓網磨耗嚴重的原因之一，這主要是由于在列車的正常行駛過程中會在加速區(qū)域對剛性接觸網造成不同程度的磨損和消耗，并且會對電弧造成侵蝕危害，而且由于此問題主要發(fā)生在列車加速的階段，所以導致在列車加速時會出現(xiàn)擺動等現(xiàn)象，此時由于弓網間存在較大的電流，如果此時出現(xiàn)弓網的振動，還會導致弓網接觸處的接觸線升溫而引起其出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，這樣就增加了由于壓力變化而引起電弧以及電火花等可能導致接觸線受損問題的概率。3.3架空剛性接觸網弓網管理和檢查的不足。正是由于架空剛性接觸網地鐵運行中的重要性，所以在其運營階段應加強對其弓網進行檢查和管理，而且通常在實際的弓網檢查和管理工作中，普遍存在地鐵運營過程中對此工作的重視程度不足的觀念上的問題，主要表現(xiàn)在檢查和管理工作開展過程中沒有及時有效地發(fā)展和解決其中的安全隱患問題，如沒有及時發(fā)現(xiàn)電弓碳滑條的磨損問題也沒有對其進行及時更換、打磨，以及缺少對電弓的定期檢查和調整。

4 架空剛性接觸網弓網磨耗異常的解決對策

4.1加強對架空剛性接觸網彈性性能的優(yōu)化。針對電弓工作面不規(guī)則的原因而導致出現(xiàn)的弓網磨耗異常的問題，其會導致接觸網的彈性性能不足而降低此接觸網的運行效率，所以針對此問題就需要通過對其彈性性能進行優(yōu)化的方式進行解決。目前對于此問題的解決方式是對懸掛螺桿進行改進，將其改為彈性螺桿來優(yōu)化其彈性性能，并且采用彈性線夾來對原有的定位線夾進行代替。我國在此技術的基礎上還采取了采用新型的彈性絕緣子來進行彈性性能優(yōu)化的措施，并且已經在我國的主要鐵路線上進行試用且取得了較好的效果，在經過不斷改進和優(yōu)化之后有望進行大規(guī)模的技術推廣來徹底解決此問題。4.2調整接觸線的偏移拉出值。針對接觸線損耗不均勻的現(xiàn)象，在目前的技術條件下，通常采用的是調整接觸線的偏移拉出值的方式進行解決，這主要是由于接觸線相對于受電弓中心密度負荷來說是呈現(xiàn)出正態(tài)分布的特點，這樣就可以通過對其偏移拉出值進行調整來對此問題進行優(yōu)化。但是在實際的優(yōu)化過程中卻發(fā)現(xiàn)此操作具有較大的難度，所以在具體的調節(jié)過程中不僅需要對剛性懸掛關節(jié)以及線岔處的非支抬高量進行調整，還要針對線路的不同類型來對抬高量進行確定，但是通常需要控制在4～6m的范圍之內。此外，還需要對直線區(qū)段的拉出值進行調整，其調整的數(shù)值需要控制在愛250±20mm的范圍，而曲線段的拉出值調整則需要控制在200±20mm的范圍。在以上調整的過程中還要控制相鄰懸掛點拉出值的變化，確保其在50mm以下的范圍內進行均勻分布。

5 結語

架空剛性接觸網弓網磨耗異常的問題會對地鐵牽引供電系統(tǒng)的正常和安全運行造成嚴重的影響，而且分析其原因可知主要由于電弓工作面不規(guī)則、接觸線損耗不均勻以及弓網管理和檢查不足等原因引起的，所以需要在架空剛性接觸網的運營過程中加強對其彈性性能的優(yōu)化，以及對接觸線偏移拉出值的調整，此外，還應加強對弓網的管理和檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理其運行中存在的異?，F(xiàn)象，還要對車輛進行定期檢查來確認受電弓碳滑條的磨損情況，通過檢修和及時更換來確保其表面的平整性來保證其運行的穩(wěn)定性。

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