城市軌道交通供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)技術(shù)性能和常見故障分析

武承晨

（中鐵建電氣化局集團軌道交通器材有限公司，江蘇 常州 213179）

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提升，城市軌道交通技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，地鐵成為了人們重要的出行工具，但是地鐵運行的供電系統(tǒng)中存在接觸網(wǎng)故障的問題，因此，本文對城市軌道交通供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)技術(shù)性能和常見故障進行分析。

1 剛性和柔性的接觸網(wǎng)技術(shù)性能對比

城市軌道交通供電系統(tǒng)主要有接觸軌、接觸網(wǎng)及跨坐式獨軌接觸等方式，就目前城市軌道交通供電系統(tǒng)的發(fā)展而言，大多數(shù)城市選擇接觸網(wǎng)方式為主。接觸網(wǎng)為電機車提供電能，接觸網(wǎng)按照懸掛類型分為柔性接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)，柔性接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)在城市軌道交通供電系統(tǒng)中都得到了廣泛的使用。

柔性接觸網(wǎng)一般采用棘輪方式下錨、或彈簧補償裝置及滑輪下錨等。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件較多，接觸線抗拉強度要求高，但是其斷線后事故影響較大，維修困難，工作量大，費用較高。而柔性接觸的也有跨距長、前期投資少，具有動態(tài)均勻性和受流良好的特點。

剛性接觸網(wǎng)無需下錨，結(jié)構(gòu)比較而言要簡單的多，零部件較少，接觸性抗拉強度要求低，安裝空間小，土建費用低，抗斷能力強，且維修工作量小，維修費用較低，能夠滿足城市軌道交通系統(tǒng)的運營可靠性和穩(wěn)定性的需求。

2 剛性接觸網(wǎng)常見故障及優(yōu)化措施分析

（1）螺栓松動。剛性接觸網(wǎng)懸掛點通過化學(xué)錨栓進行錨固，選點的部分零部件通過螺栓的作用使其更為禁錮，城市軌道列車在運行中會產(chǎn)生一定的沖擊和波動，受電弓接觸網(wǎng)的壓力會隨著列車的沖擊和波動進行動態(tài)的變化。由于城市軌道交通運行頻繁，在經(jīng)年累月的積累下，其產(chǎn)生的動態(tài)沖擊和波長長期存在，這就很容易導(dǎo)致懸掛點部位的螺栓松動，進而影響弓網(wǎng)狀態(tài)，使弓網(wǎng)無法正常運營。針對這一問題，可采用相應(yīng)的解決措施，可采用機械防松和摩擦防松兩種形式，其中機械防松可采用止退墊圈、開口銷、止動墊圈等方法，摩擦防松可采用雙螺母、和彈性墊圈對螺栓進行緊固，這種方式是機械中的常見防松形式，可以有效降低螺栓松動的幾率。此外，防松方式雖然有效，但不能起到絕對性效果，還應(yīng)該建立完備的檢修體系，增加檢修頻率，定期對懸掛點的螺栓進行檢修，及時緊固螺栓，出現(xiàn)嚴重損傷的螺栓要進行更換。

（2）接觸線和受電弓的磨損。城市軌道交通列車在運營中通過剛性接觸網(wǎng)進行供電取流，電流接觸受電弓網(wǎng)。由于城市軌道列車在運行中會產(chǎn)生一定的沖擊和波動，由于城市軌道交通列車運行的需要，在長期的使用中會對受電弓網(wǎng)造成不同程度的磨損，可能會造成錨桿段銜接端口不平整、拉出值布置不均勻等問題，進而弓網(wǎng)進一步嚴重磨損。出現(xiàn)這種情況，要采用相應(yīng)的解決措施，在設(shè)計之初，計算拉出值分布，進行仿真優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系，大大提高施工工藝要求，盡可能減少可能存在的硬點，改善弓網(wǎng)的流動質(zhì)量，進而降低弓網(wǎng)的磨損。

（3）電化學(xué)腐蝕。由于地鐵隧道內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，地鐵隧道的施工一般是在地下進行的，地鐵也是在地下運行的。地鐵隧道頂部容易發(fā)生潮濕、污水滲水、漏水等現(xiàn)象，且這種現(xiàn)象較為普遍。當(dāng)隧道頂部的污染滴落至接觸網(wǎng)中，就容易匯流至接觸線，造成接觸線的腐蝕，在列車運營中，接觸線都會通電，因接觸線由不同材料組成，在電流的作用下，進而引發(fā)電化學(xué)腐蝕，進而導(dǎo)致定位線夾緊不足，發(fā)生接觸線松動或托槽的現(xiàn)象。針對這種問題，可采用物理隔離的辦法，將匯流排上方安裝保護罩，使接觸線與污水進行物理隔離，進而避免了污水與接觸線的接觸。除此之外，還可采用化學(xué)措施，開展化學(xué)融合、隔離，接觸線應(yīng)選擇抗腐蝕性較強的材料，在接觸線表面鍍錫，以此降低接觸線產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。

3 柔性接觸網(wǎng)常見故障及優(yōu)化措施分析

（1）空間尺寸問題。柔性接觸網(wǎng)具有零部件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、接觸線抗拉強度要求高，安裝時需要考慮施工條件對接觸網(wǎng)安裝空間的影響，應(yīng)結(jié)合土建空間，分析柔性接觸網(wǎng)懸掛安裝空間，優(yōu)化仿真分析懸掛點結(jié)構(gòu)，優(yōu)化懸掛點的支持結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)擠弓、變形等問題，因此在螺栓處要進行防松加固，采用止動墊圈、雙螺母、或彈性墊圈對螺栓進行緊固，降低螺栓脫落風(fēng)險。同時還要明確設(shè)備出廠的驗收標準，定期對這些結(jié)構(gòu)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時維修和更換，減少安全隱患，確保城市軌道交通系統(tǒng)平穩(wěn)安全運營，保障城市交通系統(tǒng)的良性發(fā)展。

（2）剛?cè)徇^渡方式。在柔性接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)的連接部分需要由剛?cè)徇^度方式，剛?cè)徇^度方式結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，剛?cè)徇^渡的接觸部位容易出現(xiàn)剛?cè)釓椥詽u變，帶來剛?cè)徇^渡區(qū)安全隱患。因為在這個接觸部位容易發(fā)生不平順的情況，進而導(dǎo)致接觸網(wǎng)磨損的異常和拉弧等現(xiàn)象，為了解決這一問題，采用貫通式剛?cè)徇^度方式，貫通式剛?cè)徇^度方式對降低剛?cè)釢u變中的振動具有明顯降低作用，其在過渡中較為平順，具有安裝簡單和調(diào)整方便的優(yōu)勢，在城市軌道交通的供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。因此貫通式剛?cè)徇^度方式能夠有效解決剛?cè)徇^渡中劇烈振動及不平順的現(xiàn)象，促進城市軌道交通的供電系統(tǒng)剛?cè)徇^渡的平穩(wěn)，保障其安全運行。

（3）分段絕緣器。根據(jù)調(diào)查結(jié)果和柔性基礎(chǔ)網(wǎng)分段絕緣器的運行反饋情況看，分段絕緣器容易出現(xiàn)的故障有局部腐蝕、調(diào)整狀態(tài)不良等問題。此外，分段絕緣器作為接觸網(wǎng)供電分割的重要部位，由于其具有較大的重量，如果分段絕緣器底部的接觸線和導(dǎo)滑板連接線不再同一個平面上，就會出現(xiàn)硬點，進而造成分段絕緣器造成嚴重的磨損、拉弧等現(xiàn)象。

分段絕緣器長期露天工作，受陽光直曬和風(fēng)吹雨打，分段絕緣器極容易發(fā)生材質(zhì)老化，且其表面堆積的污染物過多時，就會腐蝕分段絕緣器的內(nèi)部，造成局部腐蝕，導(dǎo)致分段絕緣器被擊穿。針對分段絕緣器的這一問題，應(yīng)在采購之初就加強驗收管理，保障設(shè)備的質(zhì)量和完整性，在安裝過程中，也要仔細檢查，盡可能消除可能存在的硬點，保證鏈接部位的平順性，同時后期的使用過程中也要做好定期的檢修和維護，清理污染物，盡可能消除分段絕緣器可能存在的安全隱患。

4 結(jié)語

本文主要對比分析了剛性和柔性的接觸網(wǎng)技術(shù)性能，闡述了剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)的優(yōu)缺點。針對剛性接觸網(wǎng)常見故障類型，采用螺栓防松的方法防止螺栓松動，進行仿真優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系，提高施工工藝要求，減少接觸線和受電弓的磨損，采用物理隔離和化學(xué)隔離等方法減少電化學(xué)腐蝕。針對柔性接觸網(wǎng)常見故障類型，采用明確設(shè)備出廠的驗收標準，定期對柔性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行檢查，及時檢修等方法解決空間尺寸問題，采用貫通式剛?cè)徇^度方式確保剛?cè)徇^渡的平順，加強對分段絕緣器驗收管理。通過不斷的優(yōu)化接觸網(wǎng)方案，及早發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)存在的安全隱患，能夠更好的保障城市軌道交通列車平穩(wěn)運行。