地鐵接觸網(wǎng)存在問題的分析

1、地鐵接觸網(wǎng)存在問題的分析    摘 要：接觸網(wǎng)是地鐵牽引供電系統(tǒng)中的重要組成部分。由于其設(shè)置的特殊性（機(jī)、電合一，動(dòng)態(tài)工作，沒有備用，另外柔性接觸網(wǎng)露天設(shè)置），所以一旦發(fā)生故障將會(huì)直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)中斷列車行車。因此分析和研究其常見故障，制定切實(shí)可行的防范應(yīng)對(duì)措施尤顯重要。文章針對(duì)接觸網(wǎng)在地鐵運(yùn)行中普遍出現(xiàn)的各類問題，分析其產(chǎn)生的后果。 關(guān)鍵詞：地鐵接觸網(wǎng)；接觸懸掛； 中圖分類號(hào)：U231+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：2306-1499（2013）05-（頁碼）-頁數(shù) 0 引言 接觸網(wǎng)是軌道交通的重要組成部分，主要為機(jī)車提供動(dòng)

2、力；接觸網(wǎng)部件長期處于頻繁震動(dòng)狀態(tài)，加上外界環(huán)境對(duì)其的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致供電中斷， 引發(fā)列車停運(yùn)事故； 確保接觸網(wǎng)經(jīng)常處于良好狀態(tài)， 保障不間斷供電是地鐵暢通的首要條件。 1 接觸懸掛 接觸懸掛裝置主要包括承力索、吊弦、接觸線與連接等部件組成。接觸懸掛的功能就是將電能輸送給電力機(jī)車。接觸網(wǎng)質(zhì)量主要取決于接觸懸掛的彈性，通過改善接觸網(wǎng)的彈性，使受電弓高質(zhì)量的取流，以此提高電力機(jī)車的速度。 1.1 影響接觸懸掛性能的因素 為實(shí)現(xiàn)良好的接觸質(zhì)量，必須使接觸網(wǎng)的抬升保持在最低限度。由于支持裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)可能會(huì)限制在這些點(diǎn)上產(chǎn)生的垂直運(yùn)動(dòng)，尤其在低、中速條件下，即運(yùn)行速度達(dá)到約50%的波傳播速度時(shí)，抬升

3、值與接觸網(wǎng)設(shè)備的彈性和受電弓作用的接觸壓力成反比。為了在提高速度時(shí)保持良好的接觸質(zhì)量，則必須增加接觸壓力，通過保持盡可能低的彈性以限制接觸網(wǎng)的抬升。 如果在懸掛點(diǎn)上的接觸網(wǎng)沒有彈性吊索，懸掛點(diǎn)上的彈性只能實(shí)現(xiàn)跨中值的30%50%，但加上彈性吊索的接觸網(wǎng)懸掛點(diǎn)上的彈性可以大約增加到跨中值90%。 在受電弓高速運(yùn)行時(shí)，接觸線和承力索截面對(duì)接觸網(wǎng)的特性有至關(guān)重要的作用。根據(jù)式（1），用于高速運(yùn)行列車的接觸網(wǎng)必須具有較低而均勻的彈性，這就要求接觸線和承力索張力要大。增強(qiáng)其張力可通過加大其截面和相應(yīng)的應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)。由于接觸面的最大面積受操作和安裝接觸線的限制，即使接觸線的最大截面限制為150 mm2，也會(huì)

4、導(dǎo)致安裝施工過程中產(chǎn)生局部缺陷（彎曲等）的重大風(fēng)險(xiǎn)，加速這些位置上的磨耗。 當(dāng)抗拉應(yīng)力是一個(gè)常數(shù)時(shí)，可通過增加接觸線和承力索的截面使彈性線性下降。從商業(yè)的觀點(diǎn)考慮，投資會(huì)隨截面的增加而成比例增加。但是，較大截面的導(dǎo)線易產(chǎn)生較低的接觸壓力標(biāo)準(zhǔn)偏差，即增大接觸線和承力索的截面，從動(dòng)態(tài)方面考慮是經(jīng)濟(jì)和可行的。 相等的導(dǎo)線應(yīng)力沿接觸線方向應(yīng)具有相等的波傳播速度，其多普勒系數(shù)也相等。由此可知，在接近最高速度下運(yùn)行時(shí)，保持同樣的應(yīng)力而增加截面不會(huì)有助于提高接觸網(wǎng)的適應(yīng)性。 綜上所述，增加接觸線應(yīng)力可改進(jìn)接觸網(wǎng)的各種重要參數(shù)以及動(dòng)態(tài)性能。經(jīng)過長期的運(yùn)營發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行速度一定的情況下，當(dāng)接觸線張力分別為15KN

5、和21KN時(shí)，動(dòng)態(tài)帶寬明顯減少，當(dāng)接觸線的張力較高時(shí)，接觸壓力的峰值偏低。因此，增加接觸線的應(yīng)力對(duì)列車的運(yùn)行是最適宜的方法。 1.2 改善接觸懸掛彈性的方法提高分段分相絕緣器、定位點(diǎn)及線岔等處的彈性，是改善接觸懸掛性能的工作重點(diǎn)。采用輕型零件以減輕接觸懸掛的重量；用彈性鏈形懸掛替代簡單鏈形懸掛，以使整個(gè)接觸懸掛的彈性均勻一致；研制高強(qiáng)度的接觸線來輔助繩索的張力是改善接觸懸掛彈性的重要手段。由于這些辦法改進(jìn)投資高，實(shí)現(xiàn)困難，不適合我國現(xiàn)狀?；谖覈鴻C(jī)電接觸懸掛的現(xiàn)狀，特提出以下措施來改善接觸懸掛的性能。 1）加大接觸線的張力。由于接觸線與線索經(jīng)過磨耗后所能夠承受的張力會(huì)隨之變?nèi)?，因此，可以在設(shè)計(jì)

6、過程中加大承力索與接觸線的張力，以此來改善接觸懸掛的彈性。并且有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)在設(shè)計(jì)過程中，將接觸線的設(shè)計(jì)張力加大50%，接觸網(wǎng)的彈性也會(huì)隨著減小33%。事實(shí)證明，加大接觸線的張力是改善接觸網(wǎng)彈性的有效方法。 2）采用帶彈性吊弦的接觸懸掛。如今，簡單鏈形懸掛型式被大量地運(yùn)用，但是，此型容易在定位點(diǎn)處產(chǎn)生硬點(diǎn)，導(dǎo)致整個(gè)接觸網(wǎng)的彈性不均勻，當(dāng)機(jī)電高速行駛時(shí)，其電弓離線、拉弧的現(xiàn)象明顯。低于10%的非均勻度是高速鐵路接觸網(wǎng)追求的目標(biāo)，根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，采用帶彈性吊弦的接觸懸掛的形式是一種改善接觸網(wǎng)性能的有效方法，其支柱處的彈性高于90%，從而使得非均勻度小于10%，所以采用帶彈性吊弦的鏈形懸掛，能夠保

7、證整個(gè)跨距內(nèi)的彈性保持均勻。 2 定位裝置 2.1 定位裝置自身事故的狀況 接觸網(wǎng)定位裝置的穩(wěn)定狀態(tài)與安裝質(zhì)量都將直接影響到接觸網(wǎng)運(yùn)用的穩(wěn)定性。定位裝置中常易出現(xiàn)以下事故，如拉線容易被拉斷、磨斷或者腐蝕斷；沒有及時(shí)處理定位環(huán)或者出現(xiàn)定位線夾緊固螺絲松動(dòng)的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致在振動(dòng)或者受外力的情況下容易使定位裝置脫落；補(bǔ)償裝置狀態(tài)不良，當(dāng)溫度變化時(shí)，某地段的定位器容易沿著線路方向產(chǎn)生偏移，最終導(dǎo)致定位線夾拉脫等現(xiàn)象。 2.2 定位裝置事故后果 如果定位線夾處脫落，將會(huì)嚴(yán)重打壞受電弓，軟定位器會(huì)對(duì)機(jī)車放電，在風(fēng)里的作用下，軟定位器會(huì)隨著定位拉線擺動(dòng)，打壞棒式絕緣子器等器件。 由于軟定位用于小半徑曲線處的

8、支柱上，當(dāng)某一定位裝置脫落后，將會(huì)導(dǎo)致相鄰兩跨距內(nèi)的接觸線與此定位點(diǎn)大幅度地移向曲線內(nèi)側(cè)，以致出現(xiàn)偏移值嚴(yán)重超標(biāo)，并引起剮弓與托弓事故。總之，定位裝置脫落的后果就會(huì)引起弓網(wǎng)故障，并造成接觸網(wǎng)短路，燒壞部件或者設(shè)備，從而擴(kuò)大事故范圍。 2.3 故障預(yù)防及整改措施 為了盡量避免因定位器發(fā)生變形等原因，造成弓網(wǎng)等大的事故發(fā)生?？刹扇∫韵麓胧┻M(jìn)行整改。 1）進(jìn)行定期檢查。在檢查定位裝置時(shí)，重點(diǎn)檢查其連接的牢固程度，是否存在變形、裂痕、損壞、磨損等現(xiàn)象，并可通過木槌在定位點(diǎn)敲打，從而判斷線夾是否正常，如有裂痕，便會(huì)當(dāng)場斷裂。對(duì)各部件的檢修一定要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化工藝作業(yè)。 2）進(jìn)行整體更換。由于決定位裝置存在隱

9、形裂紋、變形等諸多損壞現(xiàn)象，在檢修過程中卻沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，從而易導(dǎo)致事故隱患，其后果不堪設(shè)想。所以應(yīng)采用新材料設(shè)備對(duì)定位器進(jìn)行定期的批量整體更換，以防止弓網(wǎng)事故的發(fā)生。 3）選擇可靠的材料和進(jìn)貨渠道，杜絕三無產(chǎn)品。用來制作尾部拉線的鐵線應(yīng)無銹蝕接頭、鍍鋅良好、無空心等情況。定位線夾、定位器應(yīng)無裂痕、無變形，需要整體配套。制作過程中要在各部螺栓中添加防松墊片，需無滑絲現(xiàn)象等。 4）加強(qiáng)受電弓的檢查，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，多與其他部門進(jìn)行配合，防止病態(tài)弓被運(yùn)用。 5）及時(shí)檢修定位器的電連接器，并增設(shè)電連接器的安裝雙線夾，從而增加線索與線夾的截流面，防止其過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生。 6）研究新型材料，如用抗腐

10、蝕、抗震的高強(qiáng)度材料替換現(xiàn)有鍍鋅裝置。 3 補(bǔ)償裝置 3.1 接觸網(wǎng)補(bǔ)償器的現(xiàn)狀與存在的問題 接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置設(shè)在錨段的兩端，具有自動(dòng)補(bǔ)償承力索或者接觸線的張力，其性能優(yōu)劣對(duì)接觸網(wǎng)供電質(zhì)量有很大的影響，所以對(duì)補(bǔ)償器的傳動(dòng)效率、安全性、免維修、負(fù)載能力和可靠性等方面的性能要求很嚴(yán)格。 接觸網(wǎng)補(bǔ)償器在運(yùn)用中，存在一些突出的問題。如在補(bǔ)償器繩磨雙環(huán)桿方面，新型大滑輪補(bǔ)償器采用承力索和接觸線在支柱同側(cè)下錨的形式，容易導(dǎo)致承力索補(bǔ)償器與接觸線錨固連接件雙環(huán)桿相磨，減少了雙環(huán)桿截面抗拉的截面，降低了抗拉強(qiáng)度，從而存在安全隱患，造成雙環(huán)桿斷裂塌網(wǎng)等事故。在滑輪長期偏磨的情況下，容易造成補(bǔ)償繩脫槽、槽邊變薄、定滑輪被磨得很鋒利，從而將補(bǔ)償繩割斷，釀成事故。 3.2 整改措施 為了解決接觸網(wǎng)補(bǔ)償器中出現(xiàn)的問題，保證補(bǔ)償器與雙線桿不互磨，可以在加工制作線錨角鋼工序時(shí)，保證補(bǔ)償繩與雙環(huán)桿間有一定的間隙，運(yùn)行中不相互摩擦，將錨固點(diǎn)偏中心位置。通過加裝單雙耳連接器，實(shí)現(xiàn)滑輪組隨錨支偏角的變化左右旋轉(zhuǎn)和滑輪自由活動(dòng)，從而克服剪切力。周期性地為滑輪注入油脂，間隔時(shí)間不要長于一年，從而保證滑輪升降自如，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不發(fā)生卡滯現(xiàn)象。換用傳動(dòng)效率高的新型大滑輪補(bǔ)償器，提