地鐵剛性接觸網(wǎng)定位點(diǎn)脫落狀態(tài)分析

0 引言

鄭州軌道交通1號(hào)線正線接觸網(wǎng)接觸懸掛形式為剛性懸掛，懸掛定位點(diǎn)間距為6～10 m。懸掛定位點(diǎn)狀態(tài)的改變直接影響接觸網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)，一旦定位點(diǎn)脫落，必將對(duì)運(yùn)營(yíng)安全產(chǎn)生影響。本文通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，分析討論定位點(diǎn)脫落造成的影響。

1 現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)背景

實(shí)驗(yàn)設(shè)置1處脫落定位點(diǎn)，位于1號(hào)線正線鄭州火車站—二七廣場(chǎng)區(qū)間。

定位脫落模擬分2種情況：絕緣子脫出懸吊角鋼以及絕緣子炸裂掉落。

為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的豐富性，選取的實(shí)驗(yàn)定位點(diǎn)前后跨距包含6、8、10 m三種，線路情況包含直線段和曲線段。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

圖1、圖2分別為剛性懸掛定位安裝圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)定位點(diǎn)示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）測(cè)量記錄實(shí)驗(yàn)定位點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)及其前后定位點(diǎn)1號(hào)點(diǎn)和3號(hào)點(diǎn)的導(dǎo)高、拉出值，以及2號(hào)點(diǎn)的兩端跨距；

（2）拆除2號(hào)點(diǎn)懸吊絕緣子（零件3）及懸吊角鋼連接螺母（零件5），此時(shí)曲線段絕緣子上部螺桿未脫出懸吊角鋼（零件7）；

（3）測(cè)量記錄1、2、3號(hào)點(diǎn)的導(dǎo)高、拉出值；

（4）拆除2號(hào)點(diǎn)懸吊絕緣子，模擬絕緣子爆裂情況，使懸吊角鋼與B型定位線夾（零件2）完全分離；

（5）測(cè)量記錄1、2、3號(hào)點(diǎn)的導(dǎo)高、拉出值；

（6）恢復(fù)2號(hào)點(diǎn)初始參數(shù)。

圖1 剛性懸掛定位安裝圖

圖2 實(shí)驗(yàn)定位點(diǎn)

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)共測(cè)量3組數(shù)據(jù)，因1號(hào)點(diǎn)和3號(hào)點(diǎn)的參數(shù)基本無(wú)變化，故未列舉其具體數(shù)據(jù)，標(biāo)粗?jǐn)?shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)定位點(diǎn)數(shù)據(jù)，3組測(cè)量數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

表1 拆除絕緣子螺母后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 拆除絕緣子后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表1、表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：

（1）某定位點(diǎn)脫落對(duì)其前后定位點(diǎn)的參數(shù)無(wú)影響；

（2）定位點(diǎn)脫落對(duì)直線段影響較曲線段大，造成該結(jié)果的原因有以下幾點(diǎn)：

a.曲線段懸吊角鋼與地面不平行，絕緣子上部螺桿與懸吊角鋼存在摩擦力，且曲線半徑越小，摩擦力越大。

b.彎道處的匯流排存在彎曲應(yīng)力，其本身處于“繃緊”狀態(tài)，能一定程度減小下墜的趨勢(shì)。

c.曲線段定位拆卸后，因懸吊角鋼與地面不平行，接觸懸掛自身重力G分解為垂直于懸吊角鋼的懸吊力C和平行于懸吊角鋼的橫向力P（圖3），只有懸吊力C才致使定位點(diǎn)的導(dǎo)高下降；直線段絕緣子拆卸后，接觸懸掛自身重力G不產(chǎn)生分力（圖4），全部作用于定位點(diǎn)，致使導(dǎo)高下降。

（3）由于匯流排彎曲應(yīng)力的作用，拉出值越大，定位點(diǎn)脫落造成的影響越小。

（4）直線段定位點(diǎn)脫落對(duì)拉出值影響不大，對(duì)曲線段影響較大。

（5）拆除絕緣子上部螺母比拆除絕緣子對(duì)導(dǎo)高變化影響更大，是因?yàn)椴鸪^緣子后接觸懸掛重力減小所致。

（6）前后跨距越小，定位點(diǎn)脫落造成的參數(shù)變化越小。

圖3 曲線段受力狀態(tài)

圖4 直線段受力狀態(tài)

3 受電弓通過(guò)可能性分析

通過(guò)查詢鄭州軌道1號(hào)線電客車受電弓的技術(shù)參數(shù)以及電客車車體尺寸，可以算出受電弓最小工作高度為：3 490（車頂距軌面高度）+320（受電弓折疊高度）+150（受電弓最小工作高度）=3 960 mm。

查詢電客車空調(diào)機(jī)組最高點(diǎn)位置為3 845 mm，加上DC 1 500 V最小動(dòng)態(tài)絕緣距離要求的100 mm[1]，則空調(diào)機(jī)組所需的接觸網(wǎng)最低安全高度為3 945 mm。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，直線段導(dǎo)高最低點(diǎn)3 859 mm、曲線段導(dǎo)高最低點(diǎn)3 966 mm，與正線接觸網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)高4 040 mm相差分別為181、74 mm，相鄰懸掛點(diǎn)相對(duì)高差為跨距值（按10 m估算）的18‰、4.4‰，遠(yuǎn)超檢修規(guī)程規(guī)定的0.5‰。在該情況下，受電弓從低點(diǎn)運(yùn)行至高點(diǎn)的過(guò)程中，弓網(wǎng)間碰撞導(dǎo)致的受電弓彈跳和拉弧情況將會(huì)非常嚴(yán)重。

綜合以上3點(diǎn)，接觸網(wǎng)最低高度不得低于3 960 mm，而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中直線段最低點(diǎn)比3 960 mm低101 mm，曲線段最低點(diǎn)比3 960 mm高6 mm，同時(shí)結(jié)合定位點(diǎn)脫落后受電弓的授流質(zhì)量和弓網(wǎng)關(guān)系，理論上可推定直線段所有定位點(diǎn)、曲線段較小拉出值定位點(diǎn)脫落后，電客車無(wú)法通過(guò)故障區(qū)域，曲線段較大拉出值（至少220 mm，確切數(shù)據(jù)與脫落定位點(diǎn)所在曲線參數(shù)、懸吊角鋼安裝角度、電客車及受電弓型號(hào)密切相關(guān)）處定位點(diǎn)脫落后，電客車降至極低速度后可以通過(guò)故障區(qū)域。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合鄭州軌道交通1號(hào)線接觸網(wǎng)及車輛狀態(tài)，采用模擬實(shí)驗(yàn)方法，借鑒具體數(shù)據(jù)，對(duì)定位點(diǎn)脫落后受電弓通過(guò)的可能性進(jìn)行分析，為其他軌道交通線路分析定位點(diǎn)脫落影響提供一種思路及方法，具體情況還應(yīng)結(jié)合自身運(yùn)營(yíng)環(huán)境、線路、車輛實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)分析，以制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜楨杰.淺析接觸網(wǎng)系統(tǒng)總體設(shè)置原則[J].科技視界，2015（31）：88-89.