城市軌道交通剛性懸掛接觸線磨耗分析

劉偉

摘 ?要：在剛性接觸網(wǎng)懸掛中，接觸線的磨耗一直是檢修過程中經(jīng)常遇到的難題。通過分析徐州地鐵1號線運營2年時間里收集的接觸網(wǎng)設(shè)備問題庫，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)最多的問題便是剛性接觸懸掛接觸線磨耗。本文通過對接觸線磨耗產(chǎn)生的具體原因進行分析研究，制定緩解磨耗問題可行性改進方案，從而為接觸網(wǎng)的檢修提供參考。

關(guān)鍵詞：剛性接觸懸掛;接觸線磨耗;優(yōu)化方案

引言：剛性接觸線采用無張力放線進行架設(shè)，所以不易發(fā)生斷線，但相應的接觸網(wǎng)懸掛彈性變差。剛性接觸網(wǎng)具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、檢修工作量小、使用壽命長、更換方便等優(yōu)點。徐州地鐵1號線正線區(qū)段采用剛性接觸懸掛形式，開通兩年以來運營狀態(tài)良好。但伴隨著運營時間的增加，通過分析接觸網(wǎng)檢測車檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)段出現(xiàn)電力客車受電弓取流不良，接觸線與電力客車受電弓之間壓力過大等問題。在接觸網(wǎng)專業(yè)人員現(xiàn)場檢查復核后，發(fā)現(xiàn)弓網(wǎng)壓力超標點的接觸線磨耗嚴重問題。接觸線狀態(tài)不良，更增加了弓網(wǎng)間接觸壓力的變化，使得受電弓與接觸線之間局部的磨耗日益增加;同時，通過車輛檢修專業(yè)人員的反饋得知，電力客車受電弓碳滑板的磨耗也日益嚴重，形成惡性循環(huán)。為減小受電弓與接觸網(wǎng)之間的異常磨耗，需要對接觸網(wǎng)異常磨耗問題進行分析研究并制定行之有效的改進方案。

一、剛性懸掛接觸線磨耗異常的原因

1.匯流排中間接頭處狀態(tài)不良

由于前期施工質(zhì)量不達標，在匯流排安裝前期測量數(shù)據(jù)存在誤差，匯流排在預制過程中出現(xiàn)偏差。匯流排加工時切口處不平整問題未處理以及受長時間運行震動的影響，中間接頭處螺母出現(xiàn)松動滑絲。匯流排接頭處出現(xiàn)的縫隙較大，相鄰跨距的導線高度坡度變化率較大，導致接觸線磨耗增加。

2.接觸線脫槽現(xiàn)象時有發(fā)生

徐州地鐵1號線正線區(qū)段隧道區(qū)域均采用剛性懸掛形式，由于前期土建施工質(zhì)量不達標，在陰雨天氣隧道出現(xiàn)多處漏水現(xiàn)象，導致隧道內(nèi)常年潮濕，更有部分漏水點在匯流排正上方，水滴直接落在匯流排上。隧道內(nèi)含有大量的礦物質(zhì)，在電力客車通過時會將空氣中礦物質(zhì)粉塵及金屬性質(zhì)粉塵帶到接觸網(wǎng)設(shè)備上，當粉塵進入?yún)R流排與接觸線縫隙處（即接觸線溝槽內(nèi)）再與含有礦物質(zhì)的隧道滴水融合，將產(chǎn)生固體白色粉末狀物質(zhì)，腐蝕匯流排并將匯流排撐開導致接觸線托槽。托槽部位的接觸線導高發(fā)生變化，比相鄰接觸線高度低，剛性懸掛的匯流排幾乎沒有彈性，受電弓抬升力將轉(zhuǎn)化為對接觸線的反力，遇到導高變化情況受電弓會對接觸線產(chǎn)生沖擊力，從而造成接觸線磨耗異常。

3.出站客車加速區(qū)段受力狀態(tài)不良

電力客車出站時，受電弓運行處于加速狀態(tài)，此時的受電弓對接觸線的接觸壓力處于不穩(wěn)定狀態(tài)，受電弓震動加劇，產(chǎn)生的接觸壓力不均勻及對接觸線的沖擊力，造成電力客車加速區(qū)段接觸線異常磨耗。另外，電力客車加速時，加速度和大取流、接觸壓力變化等因素會導致受電弓與接觸線瞬時脫離而產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，電弧產(chǎn)生大量的高溫會燒傷接觸線，受損的接觸線出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的凹凸不平現(xiàn)象，加速了接觸線與受電弓異常磨耗速度。

4.荷載集中處設(shè)計不合理

剛性接觸懸掛錨段關(guān)節(jié)、線岔、分段絕緣器等設(shè)備質(zhì)量較集中處，未合理選用具有彈性性能設(shè)備零部件，這些處所懸掛結(jié)構(gòu)剛性大、彈性差，電客車受電弓通過時受到的沖擊壓力和接觸壓力得不到有效緩解。

5.匯流排定位線夾卡滯

由于前期施工出現(xiàn)化學錨栓安裝不垂直于軌平面問題未有效處理，匯流排定位線夾安裝后偏斜使定位點處匯流排卡滯，隨著設(shè)備周圍環(huán)境的變化尤其是溫度急劇變化情況，由于匯流排材質(zhì)特點使匯流排發(fā)生位移，偏斜定位線夾卡滯匯流排使匯流排無法正常竄動，匯流排伸縮應力的集聚使匯流排發(fā)生輕微變形，接觸線高度受影響參數(shù)發(fā)生變化，導致弓網(wǎng)接觸狀態(tài)不良，接觸線與受電弓磨耗增加。

二、改進方案和優(yōu)化措施

通過上述接觸網(wǎng)異常磨耗原因的分析，從以下幾個方面來優(yōu)化受電弓與接觸線間的磨耗關(guān)系：匯流排中間接頭問題處理、接觸線托槽問題整治、優(yōu)化接觸網(wǎng)零部件選型、加強前期施工作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管。

1.匯流排中間接頭問題整治

準確測量計算匯流排長度，對有切口不平整問題的匯流排進行重新切割、更換，安裝調(diào)整后進行認真復測，調(diào)整后使匯流排中間接頭處下部連接密貼且上部間隙不大于2mm;檢修時用儀表式力矩扳手對匯流排接頭處螺母安裝力矩進行檢測，發(fā)現(xiàn)螺母超力矩問題進行重新安裝，對螺母滑絲問題及時更換中間接頭并按標準力矩安裝。

2.接觸線脫槽問題整治

接觸線脫槽由于隧道漏水和設(shè)備腐蝕等客觀原因和設(shè)備原因?qū)е?。問題整治：一、從源頭解決客觀原因，組織人員對隧道漏水點進行專項全面摸排統(tǒng)計，與土建專業(yè)協(xié)調(diào)溝通，將統(tǒng)計漏水點上報，要求土建專業(yè)盡快對隧道漏水點進行封堵。二、解決設(shè)備腐蝕問題，根據(jù)水垢產(chǎn)生具體位置統(tǒng)計，用放線小車將產(chǎn)生水垢部位的接觸線從匯流排中放出，用電工刀、美工刀或平口螺絲刀將水垢清理干凈，按施工標準要求在接觸線溝槽內(nèi)涂抹導電膏。

3.優(yōu)化客車加速區(qū)段接觸網(wǎng)彈性

在錨段關(guān)節(jié)、線岔、分段絕緣器等設(shè)備質(zhì)量集中處以及電力客車出站加速區(qū)段，將既有的定位線夾更換為彈性匯流排定位線夾或加裝彈性復合絕緣子等零部件，有效改善接觸懸掛彈性及弓網(wǎng)取流狀態(tài)，降低受電弓運行離線率。

4.加強前期施工作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管

匯流排定位線夾卡滯問題，首先要從前期施工階段進行防治。接觸網(wǎng)專業(yè)前期介入人員對現(xiàn)場施工問題進行統(tǒng)計、追蹤整改，確保驗收交付時設(shè)備狀態(tài)符合驗收標準。對既有的定位線夾卡滯問題根據(jù)具體情況進行整治：一、化學錨栓或后擴底螺栓輕微偏斜導致的定位線夾卡滯，可用鋼管套住螺栓進行整正，整正完畢后對螺栓狀態(tài)進行認真觀察，螺栓無裂紋、螺紋無損壞方可繼續(xù)使用;二、對偏斜嚴重或螺栓出現(xiàn)裂紋情況無法滿足正常運行使用的應及時處理，將既有螺栓切割，在原螺栓附近不大于0.5m處重新植栓，保證螺栓垂直于軌平面，原定位點處設(shè)備轉(zhuǎn)移至新植栓處，調(diào)整設(shè)備狀態(tài)并進行參數(shù)復測。

三、結(jié)語

通過對徐州地鐵1號線接觸網(wǎng)弓網(wǎng)異常磨耗問題的分析研究，得出造成接觸線出現(xiàn)磨耗異常的具體原因，針對以上原因提出了可行性的優(yōu)化方案，為接觸網(wǎng)專業(yè)前期施工驗收及后期設(shè)備檢修提供了良好的依據(jù)，具有一定的參考價值。隨著城市軌道交通新線的擴建和既有剛性接觸網(wǎng)運行時間的增加，將會有更多新的問題和難題出現(xiàn)，通過在檢修中對設(shè)備的不斷摸索、對新問題不斷的分析研究，在不斷的解決設(shè)備問題的同時，也在不斷積累著寶貴的經(jīng)驗，對于城市軌道接觸網(wǎng)的運行與檢修，保證地鐵安全正常運營有著重大的意義。

參開文獻