剛性接觸網接觸線脫槽的分析與解決辦法

李泉雄

【摘 要】在經濟高速發展的今天，地鐵以其快捷、方便、運輸量大、故障低等特點在現代都市交通中扮演著越來越重要的角色。保障地鐵安全、平穩運輸顯得越來越重要。剛性接觸網作為地鐵系統的關鍵部件關系到整個地鐵網絡的安全運行。因為其特殊的功能，在高速運行中要受到強烈摩擦、又要受到各種惡劣自然環境的影響極易出現各種故障。其中接觸線脫槽是極為嚴重的故障，輕則造成真個地鐵線的緊急停車整個地鐵網路暫時癱瘓，重則造成相撞事故危及人民自身安全，應當引起我們相當的重視。造成接觸線脫槽的原因很多主要分為：剛性接觸網受電弓異常磨損，其形狀發生改變不能有效與線排形成良好配合在偶然情況下造成脫槽；在機車運行過程中線在線夾槽中經常卡滯也會造成脫槽；長時間的運行缺乏巡視檢修接觸線的位置發生變動無法達到運行要求也會造成脫槽。我們將對上述幾點進行分析討論找出解決辦法。

【關鍵詞】接觸線脫槽；接觸弓異常磨損；線夾卡滯

1 接觸網卡滯造成脫線的分析討論

剛性接觸網比柔性接觸網主要是剛性匯流排和接觸線無軸向力，不存在斷排和斷線的可能，從而避免了鉆弓、燒融、不均勻磨耗造成的斷線事故。但是剛性接觸網的匯流排和接觸線通過定位線夾與隧道頂部鋼槽等裝置固定連接，在設計時考慮匯流排在長時間運行過程中出現輕微的位移，所以定位線夾與匯流排之間有一定的間隙，以滿足匯流排因溫度變化引起的順線路方向位移變化，允許匯流排在線槽內滑動。因為列車運行，匯流排熱脹冷縮和客車受電弓的慣性力始終朝一個方向，容易使定位線夾出現卡滯，長此以往會造成絕緣子受力異常，匯流排損傷，嚴重時底座開裂、絕緣子扭曲變形，在偶然情況下還會造成脫槽事故，嚴重威脅了地鐵的安全運行。

剛性接觸網采用剛性懸掛，一般采用具有相應剛度的導電軌或具有相應剛度的匯流排與接觸線組成；整個系統又分為若干個錨段的機械分段結構組成。在錨段中間采用中錨進行固定，防止匯流排竄動，每隔6到8米采用線夾、絕緣子、橫撐等裝置將匯流排與接觸線與周邊固定。匯流排在溫度變化下會產生熱脹冷縮現象。當溫度升高時匯流排越長，低時縮短。在極限溫差線會出現6-8毫米的伸縮量。線路為小半徑時，機車給接觸網匯流排時有作用力，該力可分解為水平力和垂直力，當線路半徑越小，其水平力越大。該水平力容易造成卡滯現象的產生。另一個原因是熱脹冷縮在末端時，由于匯流排的伸長及匯流排本身的重量，線夾和匯流排之間產生摩擦力造成卡滯。

為了減少卡滯現象我們可以對線夾進行優化，采用冷軋成型，并與匯流排固定，同時線夾螺桿與絕緣子固定連接，絕緣子采用可活動的杵頭絕緣子。同時，在槽鋼與絕緣子之間增加一個剛性滑道，滑道長度滿足因溫度變化引起的絕緣子位移長度，解決卡滯問題，有效避免了脫槽等事故的產生。

2 接觸網弓網異常磨損造成脫槽探討

接觸線異常磨損主要體現在線路容易引發接觸線異常磨耗的區域。由于涉及、施工以及線路等原因，在部分區域接頭、分段絕緣器、膨脹元件、錨段關節、列車上坡拐彎處，由于接觸懸掛高度變化較大導致受電弓離線或撞擊懸掛，從而造成異常磨損。在列車運行時左右受力不穩，造成沖擊從而造成脫槽現象的產生。

有各種類型的磨損：中心偏磨型磨損，是指受電弓的中心段磨耗比較嚴重，越往兩邊磨耗越小甚至沒有磨耗。波浪形磨耗，是指磨耗不均勻的分布在受電弓弓板上，具有隨機性，導致滑板表面凹凸不平，猶如波浪一樣。裂紋型磨損，主要是指接觸懸掛的高變化，導致弓網間的機械連接狀態發生變化，在高速運行中受到機械沖擊，導致受電弓弓板出現裂紋，嚴重時有部分結構從受電弓上脫落導致脫槽等事故發生。

剛性接觸網的彈性較低，剛性接觸網高低不平導致受電弓顛簸。由于自身無法釋放這種垂直方向的振動能量，當受電弓從導向高的地方走向導向低的地方時，被迫撞擊抬升接觸網，造成磨損增加。在接觸懸掛上難免出現凸性硬點，這也導致了磨損位置的隨機性。硬點的出現意味著導向高度的突然增高，造成了機械沖擊從而造成了磨損的增加。機械沖擊過大時會產生裂紋。在接觸網線路上有一些區域一直未進行優化。如出站時同一線路上多輛客車同時啟動電流較大，而進站時有制動反饋電流更加增大了電流。接觸線和受電弓易受到電弧損傷及溫升熔焊方面的磨耗，其影響不可忽視。剛性接觸網也須按照波紋形布置。而且在線路拐彎時應該有圓弧過度。但是由于列車速度弓網關系以及接觸線的平面布置形式的不同。受電弓滑板各點與接觸線接觸時間、頻率不同，個部位的磨損情況也不相同，這也是造成中心偏磨損磨耗的主要原因之一。而且受電弓各部分的受力也不一樣，靠邊的力比較小，這更加造成了中心磨損。

1.要學會合理選弓，不同的弓在材料、結構等方面的組合影響了弓網的電接觸特性、機械摩擦性以及受電弓的跟隨性，碳滑板特別適用于銅和銅合金其自潤滑性強的接觸線。但是其導電性強度也需要增加，尤其在碳滑板的基礎上加一些鉛、錫合金就會增加碳板的強度、和降低碳板的電阻值，有利于碳滑板弓網關系的運行。2.改善剛性接觸網的彈性。由于硬點的出現，高速運行的受電弓容易撞擊接觸網或拉弧燒損碳滑板。為了改善彈性問題不少地鐵公司引進了彈性定位線夾，該匯流排及接觸線的重力靠線夾內彈簧來承擔，其彈簧壓縮長度與接觸網系統的跨距、匯流排自重及弓網接觸力有關，保證了匯流排有上升及下降的空間，能吸收機械沖擊力，減少磨損。3.優化懸掛導高缺陷。硬點是導高突變的地方。在檢修過程中，應該及時調整不符合導高突變點。4.優化懸掛拉出值缺陷。不均勻磨損的重要原因是線路中出現磨耗特殊區域，如電客車出入加速區段位置，我們采取統籌優化的方法，對重點區域進行重點標記。優化特殊區域的線路，如改變其形狀和改善其材料用電阻更加小的線型。

3 加強接觸網的日常巡視維護

隨著接觸線脫槽對運營的影響越來越嚴重，以及檢測技術的進步，越來越多的公司引進高技術設備對接觸網進行檢測。如動態檢測車，它采用激光測量儀器對接觸網進行動態測量，檢測方便檢測精準，只要檢測機車在接觸網線路上跑一趟就可以檢測標記出接觸網線路上的各種缺陷。其效率和質量遠遠高于人力檢測。

為了更好的滿足運營需要，應該立足于運行前預防工作和運行后優化設計工作。加強對施工單位的監督，針對不符合要求的項目進行整改，以滿足安全運營的要求，同時運營后不斷優化調整工作，主要從磨損跟蹤、參數調整、檢修調整、檢修制度、交流合作等地方下功夫，形成剛性接觸網線路和設備定期巡視、巡檢機制。要定時對接觸網線路進行巡視檢查，同時盡量利用高科技設備增加檢測精度和降低勞動強度。在發現線路缺陷時及時排除，對不合格的工程要及時的進行維護保養，還要培養一支接觸網專門維護、保養、維修隊伍，加強對他們的技能培訓，使他們不僅會使用各種檢測設備還懂得接觸網設備的工作機理。能及時發現接觸網設備的故障還能及時排除簡單故障。技術人員還應該對脫槽具體問題進行具體分析總結經驗，研制出優化設備減少脫槽現象的發生。

4 結語

要有效減少脫槽現象的產生，必須在減少弓網磨損、減少匯流排卡滯上下文章，發展新技術優化設備，同時經常對接觸線和接觸網設備進行檢查巡視及時發現問題。這依賴于各方面人員通過交流、總結、創新等渠道加以努力，有效減少脫槽現象，保證地鐵運輸的安全。

【參考文獻】

[1]羅鵬，王澤勇，高曉蓉，等，剛性接觸網脫槽研究[J].光電工程，2015.

[2]郭玉龍.地鐵接觸網匯流排卡滯研究[J].城市建設理論研究電子版，2014（8）32.

[責任編輯：張濤]