城市軌道交通剛性懸掛匯流排系統(tǒng)卡滯原因及解決措施淺析

李紅

摘 要：剛性懸掛匯流排系統(tǒng)屬于城市軌道交通地鐵供電系統(tǒng)的重要部分。受電弓與匯流排之間的正常取流、良好匹配是影響系統(tǒng)的非常重要的因素。隨著剛性匯流排系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，匯流排系統(tǒng)卡滯、拉弧放電、系統(tǒng)防腐等問題也日漸增多。本文從匯流排系統(tǒng)卡滯方面進(jìn)行分析和探討，提出解決的方案和思路。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;剛性懸掛;匯流排卡滯;解決措施

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0134-02

0 引言

從1999年廣州地鐵二號線開通運(yùn)營以來，剛性匯流排系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)在我國各大城市的地鐵線路中廣泛應(yīng)用。架空剛性懸掛匯流排系統(tǒng)屬于城市軌道交通地鐵供電系統(tǒng)的重要部分。架空剛性受流一般由架空式剛性懸掛和受電弓構(gòu)成一對摩擦副。受電弓與匯流排之間的正常取流、良好匹配是影響系統(tǒng)運(yùn)行和壽命的非常重要的因素。隨著剛性匯流排系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，匯流排系統(tǒng)卡滯、拉弧放電、系統(tǒng)防腐等問題也日漸增多。

匯流排系統(tǒng)卡滯不僅會抑制匯流排在線路中的正常伸縮竄動，還會引起接觸網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化，嚴(yán)重時造成槽鋼底座變形、連接螺栓變形、絕緣子開裂等問題，給列車正常運(yùn)行帶來隱患和風(fēng)險(xiǎn)。圖1、圖2分別列舉了底座螺栓變形、絕緣子開裂的現(xiàn)象。本文主要從匯流排系統(tǒng)卡滯方面著手，進(jìn)行分析和探討，提出解決的方案和思路。

1 影響匯流排系統(tǒng)卡滯的常見因素及原因分析

1.1 架空接觸網(wǎng)應(yīng)用工況環(huán)境

匯流排系統(tǒng)通常采用垂直懸掛安裝方式，隧道空間以及土建結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了接觸網(wǎng)斷面的限界、拉出值等參數(shù)確定范圍。在小曲線、錨段關(guān)節(jié)以及坡度變化比較大的地段，由于拉出值布置、抬升值范圍、曲線處軌外超高等因素影響，匯流排與匯流排零部件之間的卡滯現(xiàn)象明顯多于線路的直線段和平直段。

1.2 施工工藝等環(huán)節(jié)因素的影響

架空剛性懸掛的施工難度與柔性相當(dāng)，但施工精度要求要高于柔性懸掛。剛性匯流排的安裝是剛性接觸網(wǎng)安裝的重要施工工序之一，剛性匯流排的施工安裝質(zhì)量對匯流排系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行效果影響來說非常大。正常施工過程中，在匯流排安裝時，要求匯流排的上平面與定位線夾固定面要保持水平，同時定位線夾的加持力方向也要和匯流排保持垂直，保證匯流排與走行軌面水平。安裝中的垂直懸掛點(diǎn)、跨中的匯流排中間接頭，都會影響匯流排因溫度變化引起的正常竄動。小曲線、道岔處以及錨段關(guān)節(jié)的位置，匯流排的彎曲半徑變小，人工彎曲后的匯流排使得匯流排極易產(chǎn)生恢復(fù)原狀的反彈力，并將這種力作用于匯流排本體上擠壓定位線夾，一定程度上造成匯流排與定位線夾之間的卡滯。

1.3 運(yùn)行環(huán)境對匯流排系統(tǒng)的影響

地鐵列車在地下相對封閉的隧道內(nèi)運(yùn)行，行車速度容易產(chǎn)生活塞風(fēng)，使隧道內(nèi)的灰塵、污物容易附著在匯流排上，經(jīng)過日積月累，定位線夾與匯流排的接縫位置形成塵垢。隨著隧道環(huán)境潮濕、嚴(yán)重處出現(xiàn)露水現(xiàn)象，水與匯流排上附著的塵垢混合干燥后，凝結(jié)形成污垢塊，導(dǎo)致匯流排與定位線夾之間不能正常竄動，造成懸掛點(diǎn)處卡滯。

通常列車基本上朝著一個方向運(yùn)行，一個錨段中，半個錨段匯流排的自由伸縮方向與列車的運(yùn)行方向相反，這些匯流排不能自由伸縮，勢必影響匯流排的自由竄動，也容易造成匯流排卡滯。

1.4 匯流排零部件設(shè)備對匯流排系統(tǒng)的影響

剛性匯流排通過定位線夾與隧道頂部槽鋼等裝置固定連接?？紤]匯流排因溫度變化而引起的順線路方向位移變化，定位線夾與匯流排之間留有一定的間隙。間隙的大小，可能導(dǎo)致定位線夾與匯流排尺寸不匹配，也會產(chǎn)生匯流排與定位線夾的卡滯現(xiàn)象，如圖3。

2 解決或應(yīng)對措施

2.1 從改善架空接觸網(wǎng)的應(yīng)用工況環(huán)境入手

在土建條件允許的前提下，盡可能減少剛性接觸網(wǎng)曲線段或坡度段線路的出現(xiàn)頻次。在不能改變工況的情況下，可以優(yōu)先考慮從匯流排系列產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計(jì)上考慮，特殊設(shè)計(jì)曲線用匯流排零部件，使其與曲線、坡度匯流排工況相適應(yīng);當(dāng)然也可以采用曲線段特殊匯流排設(shè)計(jì)方案來規(guī)避卡滯現(xiàn)象。

2.2 降低或減少施工工藝等環(huán)節(jié)因素的影響

架空剛性懸掛結(jié)構(gòu)簡單、零部件種類少，架空剛性懸掛的安裝采用專用工具，為施工安裝帶來方便。但同時，架空剛性懸掛對安裝精度要求比較高，需要精確的調(diào)整工作，特別是接觸線高度變化的調(diào)整相對柔性懸掛更為嚴(yán)格。為了解決這些難點(diǎn)，在施工設(shè)計(jì)中需特別考慮專用工具裝配的靈活方便、具備水平和垂直雙向調(diào)節(jié)的功能，使調(diào)整作業(yè)簡單、便捷，滿足高精度安裝效果。

施工階段嚴(yán)把安裝工藝關(guān)，精確計(jì)算匯流排的預(yù)配，避免中間接頭預(yù)留在懸掛點(diǎn)位置或跨距的中部。小曲線、道岔、錨段關(guān)節(jié)處匯流排的安裝，采用機(jī)械預(yù)彎匯流排，減少匯流排對線夾的擠壓外力。采用專業(yè)工具檢查安裝是否到位，確保接觸網(wǎng)技術(shù)參數(shù)符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求，做好安裝質(zhì)量控制。這些也對消除環(huán)境因素的影響起到積極的作用。

當(dāng)然，同步也要考慮施工過程中對于匯流排系統(tǒng)的保護(hù)，提前規(guī)避由于隧道漏水等因素對匯流排的腐蝕。

2.3 考慮改善運(yùn)行環(huán)境對匯流排系統(tǒng)的影響因素

列車運(yùn)營后，必須加強(qiáng)清掃工作，特別是對于容易受到污染的區(qū)域，更需要定期的進(jìn)行清掃。對水患較嚴(yán)重的區(qū)域或沿海城市，如杭州、廈門等，建議采用匯流排防護(hù)罩進(jìn)行覆蓋。加強(qiáng)日常維護(hù)時的檢查，在施工檢修中，重點(diǎn)關(guān)注定位線夾的工作狀態(tài)，注意保持匯流排與定位線夾水平面的垂直性。在接觸網(wǎng)檢修的同時，對整個錨段內(nèi)可能存在卡滯現(xiàn)象的定位線夾進(jìn)行校正，減少定位線夾卡滯的隱患點(diǎn)。尤其在每年的9月份左右，重點(diǎn)關(guān)注因溫差變化大而引起的卡滯，及時通過人工恢復(fù)和緩解卡滯較嚴(yán)重的曲段。

2.4 優(yōu)化、改進(jìn)匯流排零部件設(shè)備對匯流排系統(tǒng)的影響

從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，從根本上消除卡滯影響是所有工作中的的最捷徑。在進(jìn)行定位線夾與匯流排之間的間隙尺寸設(shè)計(jì)時，不僅要考慮直線段、平直段滿足匯流排的伸縮，還要適應(yīng)曲線段以及上下坡路段的工作情況。為了確保受電弓的均勻磨損，匯流排在線路上方以“之”子形或正弦波拉出值的形式布置，定位線夾、絕緣子之間的靈活轉(zhuǎn)動功能，能夠消除定位線夾本體和匯流排之間不垂直連接帶來的影響，提高受電弓與導(dǎo)線之間的自適應(yīng)性，避免導(dǎo)線偏磨、匯流排卡滯等問題。

從材料的選擇上，可以減少匯流排與線夾結(jié)合面的磨擦系數(shù)。從結(jié)構(gòu)尺寸上，增大定位線夾與匯流排之間間隙。也可以采用剛性懸掛防卡滯裝置，將定位線夾與匯流排間相固定，定位線夾與匯流排間不發(fā)生相互竄動，且定位線夾與絕緣子間不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動;在順線路方向設(shè)置滑道，滑道內(nèi)腔采用耐磨襯墊，當(dāng)匯流排因溫度變化而發(fā)生位移變化及扭轉(zhuǎn)時，特制的球面圓盤絕緣子金具在滑道內(nèi)部進(jìn)行滑動，且可以360°旋轉(zhuǎn)，滿足扭轉(zhuǎn)的需求。這種技術(shù)在日本已有成功應(yīng)用的例子，國內(nèi)消化吸收再創(chuàng)新后，已有產(chǎn)品在線路試用，實(shí)際運(yùn)行效果很好。

3 結(jié)語

剛性懸掛匯流排系統(tǒng)在國內(nèi)外地鐵工程、大型車站、人員密集的場所、集裝箱節(jié)點(diǎn)站、城市輕軌、干線鐵路隧道以及一些特殊工點(diǎn)得到了有效應(yīng)用。相比較而言，剛性懸掛匯流排系統(tǒng)安全可靠性高，運(yùn)營維修量少，是隧道內(nèi)接觸網(wǎng)懸掛的首選模式，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

隨著運(yùn)營里程和運(yùn)行時間的延長，不可避免地會出現(xiàn)一些問題，這是剛性接觸網(wǎng)應(yīng)用和推廣道路上不可避免的問題。正是這樣的契機(jī)，可以重新審視和提升剛性接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路，提出更好的建議和設(shè)想。本文從匯流排系統(tǒng)卡滯方面進(jìn)行分析和探討，提出一些解決方案和思路，希望能對解決工程中的實(shí)際問題和豐富剛性懸掛接觸網(wǎng)的運(yùn)營維護(hù)、提高工程質(zhì)量方面提供參考。

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