如何降低成都地鐵剛性接觸網(wǎng)故障的措施

摘 要：地鐵作為一種獨立有軌的交通系統(tǒng)，是一個國家科技力實力的展現(xiàn)，因其準(zhǔn)時、快捷、方便、社會效益高、無污染等特點在當(dāng)代都市交通中扮演著不可替代的角色。它的運輸能力是由地鐵供電系統(tǒng)的主體-剛性接觸網(wǎng)決定的，但由于剛性接觸網(wǎng)在我國的使用時間不長，難免會遇見各種問題，為了降低其故障率。本文就成都地鐵在實際運行中地鐵剛性接觸網(wǎng)出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行分析總結(jié)，并且在研究這些故障的基礎(chǔ)上提出防范這些故障的措施，以降低成都地鐵剛性接觸網(wǎng)的故障率。

關(guān)鍵詞：成都地鐵；地鐵剛性接觸網(wǎng)；運行中的故障問題；降低故障率的措施

中圖分類號：U226.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0157-02

引 言

隨著我國社會的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，一種綠色交通工具出現(xiàn)在了我們的生活當(dāng)中，那便是地鐵。地鐵因其快捷方便、省時無污染等特點在城市軌道交通發(fā)展中占據(jù)著重要地位。影響地鐵運行的重要因素就是它的“靈魂”——地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)，它一旦發(fā)生故障問題便會影響牽引供電系統(tǒng)運行，進(jìn)而影響地鐵的運營。因此可以說剛性接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)及其質(zhì)量將會直接影響到地鐵的運輸能力。我們在對地鐵剛性接觸網(wǎng)常見故障問題進(jìn)行總結(jié)分析的同時，應(yīng)該研究出處理這些故障問題的措施，達(dá)到降低剛性接觸網(wǎng)的故障率的效果。

1 成都地鐵在運營中剛性接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障問題

在國外的地鐵界，架空剛性接觸網(wǎng)已被大量采用，并取得了很好的效果。剛性接觸網(wǎng)污染少，安全性能高，而且花費費用少，有明顯的遠(yuǎn)期效益。但是由于其在我國使用時間不長，在長期的運營過程中，不可避免的出現(xiàn)了以下故障問題：

1.1 匯流排扭曲變形，接觸網(wǎng)產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象

剛性接觸網(wǎng)的匯流排跨度較大，懸掛定位點多，所以如果有一個定位線夾一旦發(fā)生卡滯，列車受電弓在前行時，匯流排自身會因為環(huán)境氣候的原因而產(chǎn)生熱脹冷縮，這樣的結(jié)果就是定位線夾與匯流排不在同一水平、定位線夾與匯流排接觸面也不垂直等，在這些因素的多重擠壓作用下，會使得匯流排扭曲變形，而且長期的運行，會使匯流排跨中，導(dǎo)致其中間接頭出導(dǎo)高非正常，形成硬點，造成弓網(wǎng)關(guān)系不良，同時，若造成匯流排永久性變形，對設(shè)備恢復(fù)造成極大危害。

剛性接觸網(wǎng)在絕緣錯段關(guān)節(jié)處，剛性分段絕緣器處，匯流排中間接頭處以及膨脹原件處容易產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。導(dǎo)致拉弧現(xiàn)象產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，并不能一概而論，但是影響其產(chǎn)生的主要因素有：弓網(wǎng)間動態(tài)接觸壓力，列車速度，接觸線的材質(zhì)以及硬點。

1.2 接觸線拉弧易被燒毀

使用地鐵剛性接觸網(wǎng)時，各項設(shè)計如果不合理，或者選擇了不恰當(dāng)?shù)膭傂远ㄎ坏木€夾，匯流排的行走極其容易在某些程度上被阻礙，使得它的運行變得不流暢，最終造成卡槽支與接觸線之間互相脫離，除此之外無論是電弓過分段還是錨段關(guān)節(jié)這些部位都太過粗糙，然后就會導(dǎo)致接觸線的拉弧被燒毀。

最大程度地減少懸掛剛體的不平順程度變化，這是受電弓能夠良好受流的基礎(chǔ)之一?？墒窃谖覀兊倪\行過程中，懸掛剛體的剛度與撓度是決定連續(xù)不平順度的主要性因素，在固定匯流排型號這個前提下，撓度與跨距的大小息息相關(guān)，在相當(dāng)大的程度上影響對電流接受，而且是不利影響。

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，定位線夾的種類越來越多，迄今為止我國地鐵設(shè)計主要是采用360°旋轉(zhuǎn)定位線夾以及定位線夾和連接螺栓，在小曲線半徑處使用沒有旋轉(zhuǎn)功能的剛性定位線夾，長期性的熱脹冷縮反應(yīng)后會致使匯流排變得運行不暢。加之，受電弓受到水平矢量的沖擊時，匯流排的形狀會被改變，但如果匯流排的形狀上發(fā)生了改變，一定程度上會導(dǎo)致弓網(wǎng)接觸不平順，電弓離線拉弧受到不斷的擊打，使得拉弧被燒毀。

1.3 接觸網(wǎng)某些部位磨耗異常

觀察已投入使用的剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)他們普遍存在不均勻磨耗接觸線，不規(guī)則磨耗受電弓，局部接觸線的磨耗率較大等磨耗問題。

因為拉出值密度呈現(xiàn)出不規(guī)則的分布導(dǎo)致受電弓受到不規(guī)則磨耗；受電弓的滑板工作端部會因為與接觸線相互接觸較長的長度，所以會產(chǎn)生較大磨耗。

1.4 接觸網(wǎng)零部件脫落或變形

由于接觸網(wǎng)部件結(jié)構(gòu)本身的問題以及其在長期運行過程中震動疲勞、施工質(zhì)量等存在問題等，會造成零部件帶病投入使用，這些因素都極有可能造成接觸網(wǎng)部件發(fā)生變形甚至零部件脫落，例如：隨著運行時間的增長，在弓網(wǎng)間紛雜的震動下匯流排接頭可能會發(fā)生滑牙，定位線夾也有可能松落等

1.5 常見典型故障

結(jié)合成都地鐵這幾年地鐵接觸網(wǎng)的檢修總結(jié)，加之近幾年對國內(nèi)國外一些城市地鐵剛性接觸網(wǎng)維修經(jīng)驗的研究，分析得出了地鐵接觸網(wǎng)的典型故障有：

（1）弓網(wǎng)故障：指接觸網(wǎng)和受電弓兩者不能進(jìn)行正常的接觸，如鉆弓，打弓，剮弓等。

（2）電氣聯(lián)接方面故障：指接觸網(wǎng)絕緣線索的燒傷，如電連接燒傷，接觸網(wǎng)帶電部分對接地體放電，以及一些絕緣設(shè)備絕緣性能的破壞。

（3）零部件損壞、老化、變形等引起的故障：在日常工作中要進(jìn)行精密的檢查，相對于較大的故障，應(yīng)當(dāng)啟動相應(yīng)的工程來整改工作。

2 降低地鐵接觸網(wǎng)故障率的防范舉措

2.1 接觸線和匯流排故障率降低的措施

（1）安裝小曲率半徑匯流排時應(yīng)當(dāng)采用360°旋轉(zhuǎn)的定位線夾來卡滯匯流排，除此之外應(yīng)當(dāng)增加每天的巡視檢查。

（2）在選擇匯流排時應(yīng)當(dāng)關(guān)注它的熱脹冷縮性能，判斷其是否良好；在安裝時中確保定位線夾的清潔程度。待完成匯流排安裝完成后，負(fù)責(zé)人應(yīng)做好相應(yīng)的標(biāo)記，以方便后期出現(xiàn)故障時的修理工作。

（3）工作部件要保證非常清潔，尤其是對于暴露在外特別容易受到污染的地方，必須做到定期清理。

2.2 異常磨耗防范措施

要解決異常磨耗問題第一步應(yīng)使得設(shè)計和施工的質(zhì)量控制得到保證，然后對于剛性接觸網(wǎng)的布置進(jìn)行考慮，精確的布置匯流排，保證剛性接觸網(wǎng)達(dá)到正弦曲線設(shè)計的要求；也應(yīng)該進(jìn)行重點考慮分析受電弓和接觸網(wǎng)兩方面，可以調(diào)整接觸網(wǎng)壓力、選擇優(yōu)質(zhì)受電弓滑板材質(zhì)等。

采用彈性絕緣懸掛組件降低懸吊結(jié)構(gòu)等剛性接觸網(wǎng)，受電弓在運行中的上下震動不能得到緩沖和釋放，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)線路與剛性懸掛安裝具體情況采用不同的等效剛度。

還應(yīng)該選擇與接觸網(wǎng)類型，相匹配的受電弓，在同一線路上最好使用同一種滑板，還應(yīng)該對接觸網(wǎng)進(jìn)行精心施工和檢修，接觸網(wǎng)的安裝精度要達(dá)到一定的高度。小范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且每一道的工序施工質(zhì)量都應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.3 接觸網(wǎng)部件變形甚至脫落防范措施

做到對程序進(jìn)行嚴(yán)格驗收，并且對接觸網(wǎng)各部件參數(shù)也要按照規(guī)范要求進(jìn)行驗收；同時加強(qiáng)對接觸網(wǎng)參數(shù)的檢測。

解決T型頭螺栓松動脫落問題目前采用的是進(jìn)行短期檢修，對發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的偏轉(zhuǎn)問題進(jìn)行及時的緊固。這個方法治標(biāo)不治本，要從根本上解決問題應(yīng)平推緊固加強(qiáng)接觸網(wǎng)螺栓螺母，不定期的進(jìn)行抽查，摸索找出螺栓動態(tài)松動周期，從而保證各部件參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。如果有條件，應(yīng)盡可能多地使用防松螺母墊片，槽鋼墊片也應(yīng)盡可能的采用彈性墊圈，T型頭螺栓也應(yīng)采用有插銷孔的螺栓。為了使得螺紋栓能從根本上得到長期的緊固，應(yīng)當(dāng)減少零部件的數(shù)量從而減少連接點，除此之外應(yīng)該對剛性懸掛振動能量的緩解和釋放進(jìn)行研究。

更換其中間的接頭是目前解決螺紋滑牙采用的方法。但這個方法并不能從根本上解決問題，如果要解決根本問題，部件的材質(zhì)以及連接工藝這兩個方面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重點考慮，從而得出能夠改進(jìn)的方法，電氣性能達(dá)到要求的前提下，采用硬度高、耐磨性能好的材質(zhì)來制造接觸網(wǎng)的中間接頭，另一種方法就是改進(jìn)連接工藝，匯流排與中間接頭之間，使得接頭螺紋處的受力不過于集中，從而使螺紋受到較小的損壞。由于更換中間接頭的辦法工作量太大，給檢修工人的工作帶來了很大困難，所以在我國今后接觸網(wǎng)的防范工作中后面兩種方法十分值得去研究。

2.4 進(jìn)行故障搶修，并且建立模型加強(qiáng)搶修演練

通過對上面幾種故障問題的分析，進(jìn)行總結(jié)歸類后，建立故障模型，制定出相應(yīng)的搶修方案，定期進(jìn)行事故搶修演練，在遇到模型中的故障時，搶修速度可以得到加快，搶修任務(wù)得到盡快完成，減少其對地鐵行車的影響，使地鐵運行快速恢復(fù)。例如深圳地鐵制定出的《剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)急搶修預(yù)案》等。

3 結(jié)束語

地鐵接觸網(wǎng)在軌道交通行業(yè)應(yīng)用中有著一系列的優(yōu)勢，是地鐵的靈魂，它在在地鐵運行中占據(jù)著極其重要的地位，但是由于剛性接觸網(wǎng)是架空接觸網(wǎng)的一種，在我國的應(yīng)用時間相對較短，不管是在設(shè)計施工上還是運營維護(hù)方面，都有著一定的不足，需要我們不斷改進(jìn)提高。伴隨著地鐵運營時間的延長，暴露出來了很多問題，這些問題給地鐵的正常運行帶來一定的不利影響。地鐵剛性接觸網(wǎng)的故障率要想降低，無論是在剛性接觸網(wǎng)的設(shè)計上還是在是其應(yīng)用中，地鐵行業(yè)應(yīng)進(jìn)行經(jīng)驗的總結(jié)，對已經(jīng)暴露出來的問題進(jìn)行解決，對極有可能會出現(xiàn)的問題進(jìn)行防范處理，做到防患于未然。

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收稿日期：2018-8-2