地鐵接觸網(wǎng)常見故障和問題分析及其應(yīng)對方法

曹張練 周建民 李祥春

摘 要：隨著城市的發(fā)展，呈現(xiàn)出越來越多的地鐵建設(shè)項(xiàng)目。本文主要總結(jié)和分析與地鐵電力系統(tǒng)剛性懸架接觸網(wǎng)中各種常見故障和相關(guān)的預(yù)防措施。在進(jìn)行相關(guān)課題研究時，有望為從事地鐵動力剛性懸架接觸網(wǎng)的相關(guān)工程師提供參考依據(jù)。同時，為剛性懸架接觸網(wǎng)施工方提供了預(yù)防問題的解決方案，以確保整個剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：地鐵;剛性接觸網(wǎng);一般故障;對策

0 前言

剛性懸架接觸網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)的鐵路的柔性懸架接觸網(wǎng)，其可靠的性能在當(dāng)今的地鐵運(yùn)營中發(fā)揮著重要作用。在地鐵運(yùn)營期間，長期運(yùn)行和其他故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重的接觸網(wǎng)故障。為確保地鐵運(yùn)營中的接觸網(wǎng)功能并減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。需要分析操作過程中可能出現(xiàn)的故障，并創(chuàng)建準(zhǔn)確，快速的解決方案。

1 地鐵運(yùn)營中嚴(yán)重的接觸網(wǎng)故障造成的危害

安全可靠的供電系統(tǒng)是確定地鐵是否可以安全可靠運(yùn)行的主要原因。剛性接觸網(wǎng)是地鐵運(yùn)營所需的供電系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是在地鐵運(yùn)營期間將電能傳輸?shù)诫娍蛙嚿?，以確保地鐵的正常運(yùn)行。然而，由于地鐵的長期運(yùn)行，所以對剛性接觸網(wǎng)絡(luò)的要求非常之高，并且剛性接觸網(wǎng)一般沒有備用設(shè)備，這增加了剛性接觸網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生。通過及時準(zhǔn)確地確定和搜索地鐵剛性接觸網(wǎng)故障，可以有效、快速地修復(fù)和解決故障，減少故障造成的損壞和損失，并避免不必要的麻煩。

2 地鐵懸鏈線的缺點(diǎn)

2.1 螺紋滑牙和螺栓松動缺陷

螺紋滑動齒，這個問題主要發(fā)生在中間關(guān)節(jié)位置。剛性懸架通常比柔性懸架具有較小的升力，并且接觸懸架的各個部分在地鐵運(yùn)行期間會不間斷地振動。由于地鐵運(yùn)營由于列車運(yùn)行時間間隔短和交通密度高的特性，振動產(chǎn)生的能量不斷被疊加。隨著工作時間的增加，相對較弱的中間接頭會產(chǎn)生螺絲打滑失效的問題。螺栓松動，此故障問題主要發(fā)生在用于連接垂直懸架底座和懸架槽鋼的T形頭螺栓上。地鐵列車的長期運(yùn)行直接作用在連接線上，因?yàn)門形頭螺栓直接用于懸掛剛性懸架裝置上，長期作用力會導(dǎo)致螺栓彎曲。由于持續(xù)不斷的操作時間和作用力，T形頭螺栓的螺母將逐漸松開并掉落。

2.2 受電弓磨損多

當(dāng)前，受電弓磨損故障也是地鐵電力系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)的主要故障。主要原因是凹槽滑板上的接觸線存在拉力或卡塞問題。懸掛拉出值分布在接觸位置。由于受電弓和接觸線頻繁接觸，因此前者更容易集中，更容易發(fā)生嚴(yán)重磨損，并且更容易發(fā)生斷電問題。

3 匯流排的絕緣子故障問題

絕緣子絕緣的常見障礙包括脫落、臟污、損壞、傾斜和其他問題。絕緣子傾斜的主要因素是絕緣子直接連接到用于固定剛性匯流排的定位夾受力不均勻。因此，在懸掛支持裝置安裝過程中應(yīng)特別注意定位夾和匯流排之間的平滑過渡，在施工過程中，應(yīng)注意定位夾和匯流排之間連接的垂直度和平行度。同時，必須仔細(xì)考慮由于熱膨脹和收縮而引起的匯流排運(yùn)動所引起的影響因素。

如果絕緣子太臟或長時間泄漏，絕緣子的爬電距離將不足，絕緣子的絕緣性能將變差。匯流排絕緣子的類型一般為瓷和硅橡膠材質(zhì)，因此絕緣子在施工、搬運(yùn)的過程中更容易被損壞。同時安裝不牢固出現(xiàn)松動的情況下，絕緣子會掉下來并導(dǎo)致故障。存在匯流排定位點(diǎn)處的絕緣子主要在絕緣子與定位夾之間的連接處以及在絕緣子與懸掛裝置之間的連接處脫落的風(fēng)險。產(chǎn)生此問題的主要原因是絕緣子，定位夾和懸掛裝置連接均通過螺栓連接，因此不可避免地會因列車運(yùn)行而產(chǎn)生振動，因此，在連續(xù)沖擊之后，振動會變大并會累積振動。松動并最終導(dǎo)致脫落問題。

絕緣子的臟污也是建設(shè)過程中常見的問題，絕緣子的材質(zhì)為瓷或者硅橡膠，比較容易堆積隧道內(nèi)應(yīng)工程車或者電客車行駛后的所帶起的灰塵。另外在建設(shè)的中，土建單位進(jìn)行隧道縫堵漏的過程中，漏縫處于懸吊點(diǎn)附近，并且施工人員未對剛性接觸網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，堵漏溢出的專用膠劑很可能會低落在匯流排和絕緣子上。沾染膠劑后，清理難度極大。絕緣子沾染灰塵和各種膠劑后，會導(dǎo)致絕緣子的絕緣性能大大降低，造成安全隱患。

4 預(yù)防措施的研究

（1）防止螺絲滑牙和螺栓松動。在此階段，尚未開發(fā)出可行且有效的技術(shù)預(yù)防措施或措施來解決T形頭螺栓的松動問題。通常，通過加強(qiáng)日常維護(hù)和檢查，發(fā)現(xiàn)松動及時收緊。正式接觸懸掛完成后，可以在螺栓上標(biāo)上固定標(biāo)記，用于及時發(fā)現(xiàn)螺栓松動，可提前消除因螺栓松動造成的隱患。同時，通過增加彈性墊圈，使用帶螺栓的螺栓以及減少零件數(shù)量等措施可以防止螺栓松動。預(yù)防和處理螺栓打滑問題很難有效地解決施工過程中的問題。另外可以選擇更好的中間接頭的材料，可以分散螺紋的作用力，以減少發(fā)生故障的可能性。

（2）異常磨損預(yù)防策略。剛?cè)徇^渡連接電纜、隔離開關(guān)上網(wǎng)電纜、均回流電纜不應(yīng)引起過大的壓力。另外拉出值未排布到位也能引起受電弓的異常磨耗。首先，需要確保設(shè)計和施工質(zhì)量控制，使匯流排布局準(zhǔn)確，并確保剛性懸鏈線滿足正弦或者“之”字設(shè)計的要求。

（3）不定期地對區(qū)間內(nèi)的定位點(diǎn)處的絕緣子進(jìn)行平推檢查，用專用的清洗劑和抹布對絕緣子進(jìn)行挨個重新進(jìn)行清理。發(fā)現(xiàn)有傾斜的絕緣子及時進(jìn)行整正處理。對出現(xiàn)破壞、臟污無法清理的絕緣子進(jìn)行更換。排查完畢后再進(jìn)行各區(qū)段的絕緣測試已查看整體的絕緣性能。

（4）確保接觸網(wǎng)設(shè)備狀況良好。地鐵工程供電系統(tǒng)的固體接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，安裝維護(hù)相對方便，可以改善工程失敗的問題。但是，在作業(yè)線的作業(yè)過程中，不能有效地處理弓與網(wǎng)的關(guān)系，并且接觸線與碳滑板的不規(guī)則磨損較大。高鐵項(xiàng)目的建設(shè)，完美的解決方案尚未形成。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，有關(guān)部門根據(jù)列車的行駛速度合理調(diào)整各種參數(shù)，如懸鏈正弦波布局的拉出值和周期，并拋光碳滑板，以使凹槽不加深，需要這樣做。需要進(jìn)一步研究以改善弓與網(wǎng)之間的關(guān)系及其長期后果。

（5）防止故障的所有方面。1）注意材料的選擇，并盡可能選擇熱膨脹和收縮性能強(qiáng)的匯流排。安裝人員應(yīng)徹底清潔匯流排和定位夾之間的表面，以確保固定牢固。確保連接干凈，無堵塞。然后確保匯流排和定位夾在同一平面上，以防止發(fā)生故障。2）每天加強(qiáng)對污染區(qū)域的清潔，對已臟污并未無法清理的絕緣進(jìn)行及時更換，同時檢查地鐵周圍環(huán)境。發(fā)現(xiàn)影響架空線電源穩(wěn)定性和安全性的各種潛在因素，并及時加以解決，以消除各種潛在的安全隱患。3）對于出站加速段，可變傾斜點(diǎn)，阻尼履帶板，錨固段接頭，請使用彈性定位夾。增加剛性接觸網(wǎng)的彈性。4）安裝匯流排時，嚴(yán)格遵守設(shè)計要求，兩個匯流排之間的卡槽連接不平整度必須小于0.3 mm，兩個匯流排之間的間隙必須小于1.0 mm。匯流排的中心軸必須垂直于匯流排所在的軌道的上表面，并且偏差不得超過1°。5）架設(shè)剛性接觸線時，使用銅制導(dǎo)槽組聯(lián)動控制裝置的放線小車進(jìn)行架設(shè)施工，放線完畢后的接觸線應(yīng)確保自然，沒有脫槽現(xiàn)象和硬點(diǎn)、損壞現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

總體而言，在分析和處理地鐵接觸網(wǎng)故障的過程中，有必要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行全面的分析判斷。提高管理和控制效率，同時降低某些措施的科學(xué)性，減少使用最有效方法來提高接觸網(wǎng)安全性的性能，以及潛在的安全隱患，并實(shí)現(xiàn)既有利于經(jīng)濟(jì)又有利于安全的局面。

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