架空剛性接觸網弓網異常磨耗處理措施

盧海龍

南寧軌道交通集團有限責任公司運營分公司 廣西南寧 530000

南寧地鐵2號線設計運營速度80km/h，2017年12月28日一期工程（玉洞-西津）開通運營，其運營里程21.54km，2020年11月23日東延線二期工程（壇澤-玉洞）開通運營，新增運營里程5.73km。

1 弓網異常磨耗情況介紹

自2020年11月23日，2號線東延線開通全線貫通運營，12月中旬開始，接觸網受電弓關系發生惡化，受電弓碳滑板磨耗急劇上升，出現不規則磨耗，主要表現為偏磨、表面粗糙（像磨刀石的表面）等；全線接觸線都有不同程度的異常磨耗，主要表現為麻面、刮痕、毛刺等[1]。

2 弓網設備現場調查

2.1 接觸網專業的現場調查

（1）接觸線磨耗現場檢查情況：接觸網專業對2號線及東延線接觸網進行現場調查，發現2號線玉洞-西津站正線不僅原有異常磨耗點發生磨耗情況變化，連之前無異常磨耗的接觸線均出現磨耗上升的情況，接觸線磨耗截面寬度由原1-3mm擴展為4-8mm；2號線東延線正線所有接觸線磨耗截面寬度均有4-8mm。接觸線磨耗截面新，表面呈麻面、刮痕、毛刺（見圖1）。

（2）接觸網拉出值分布情況：2號線正線共6276個定位，其中拉出值正值（面向西津方向右側）共3138個，拉出值負值共3138 個。2號線東延線正線共1889個定位，其中拉出值正值共 941個，拉出值負值共948 個。2號線及東延線接觸網拉出值分布圖（見圖2）。

（3）接觸網重點設備現場調查情況：錨段關節各部螺栓緊固力矩、技術參數進行測量及檢查。經檢查各部螺栓緊固力矩達標；測量錨段關節技術參數符合要求；檢查發現錨段關節非工作支的匯流排終端接觸線共有25處磨耗較大或受沖擊的情況，且磨耗最大的接觸線磨耗寬度達11mm。（匯流排翹頭處起始處高于工作支至少7mm，正常情況下此處受電弓不與接觸線接觸且間距至少7mm），不應出現接觸線受沖擊的現象（見圖3）。

分段絕緣器各部螺栓緊固力矩、技術參數進行測量及檢查。經檢查各部螺栓緊固力矩達標；測量分段絕緣器技術參數符合要求；檢查發現壇澤站、西津站折返線分段絕緣器銅導流滑板有類似刮傷的磨耗痕跡[2]。（見圖4）

2.2 電客車受電弓的現場調查

（1）受電弓本體狀態檢查。檢查底架、氣囊升弓裝置、下臂桿、上框架和弓頭、拉桿等無變形、裂紋、損傷現象，各部螺栓力矩達標；接觸壓力符合要求。

（2）受電弓碳滑板磨耗情況調查。受電弓碳滑板表面呈現不規則磨耗，表面存在電燒蝕的黑色痕跡，表面非常粗糙，部分受電弓碳滑板表面存在黑色輕微燒灼燒傷痕跡，黑色燒蝕點延碳滑板縱向呈點狀分布于碳滑板表面[3]。碳滑板側面存在電腐蝕痕跡，痕跡周圍出現多處小面積崩缺現象（見圖5）。

（3）受電弓碳滑板異常磨耗位置相對與接觸網拉出值分布情況調查。對已更換下的碳滑板和返回車庫后的碳滑板檢查，其中最大磨耗截面位置分布于拉出值0-50mm的22根，拉出值50-100mm的175根，拉出值100-150mm的3根，拉出值150-200mm的0根，拉出值200-250mm的0根。

（4）其他情況。在車頂空調及貫通道頂部表面縫隙處，發現大量銅粉等金屬物質殘留。

2.3 線路狀況現場調查

線路幾何尺寸測量。線路專業人員對正線幾何尺寸進行測量，線路幾何尺寸符合要求，無超限處所。

重點磨耗處所線路基本情況調查。針對正線59處接觸線異常磨耗嚴重處所的線路基本情況進行調查，發現分布在直線區段有34處（線路坡度＜10‰的有18處、線路坡度≧10‰且＜20‰的有2處，線路坡度≧20‰且＜30‰的有14處）、曲線區段有25處（圓緩區段6處，緩直區段8處；線路坡度＜10‰的有4處，線路坡度≧10‰且＜20‰的有2處，線路坡度≧20‰且＜30‰的有5處），其中減震道床有14處、普通道床有45處。

3 異常磨耗原因分析

3.1 接觸網拉出值分布是否合理原因分析

根據2號線及東延線接觸網拉出值分布圖及受電弓碳滑板異常磨耗位置相對與接觸網拉出值分布情況調查分析，拉出值正反定位分布基本一致，接觸網拉出值分布情況與受電弓碳滑板異常磨耗位置并不是完全吻合。因此可以排除接觸網拉出值分布原因造成的弓網異常磨耗[4]。

3.2 接觸網重點設備情況原因分析

根據接觸網重點設備現場調查情況，錨段關節、分段絕緣器各部螺栓緊固力矩達標，技術參數符合要求；因此可以排除接觸網重點設備原因造成的弓網異常磨耗。

3.3 受電弓本體狀態原因分析

根據受電弓本體狀態檢查無變形、裂紋、損傷現象，各部螺栓力矩達標；接觸壓力符合要求；因此可以排除受電弓本體狀態原因造成的弓網異常磨耗。

3.4 線路狀況原因分析

根據線路幾何尺寸測量及重點磨耗處所線路基本情況調查，線路幾何尺寸符合要求，無超限處所；正線59處接觸線異常磨耗嚴重處所的線路基本情況分布有直線區段和曲線區段，道床結構分布有減震道床和普通道床；因此可以排除線路狀況原因造成的弓網異常磨耗。

3.5 結合調查情況及弓網磨耗原理原因分析

根據接觸線磨耗、受電弓碳滑板磨耗現場調查情況及在車頂空調及貫通道頂部表面縫隙處發現的大量銅粉分析。初步判斷此次弓網異常磨耗造成的主要原因是弓網間相互摩擦產生的機械磨耗所致，接觸線與受電弓碳滑板表面相當于兩把銼刀，在弓網相互作用下相互銼磨。從而導致弓網關系持續惡化，導致部分接觸網產生燒傷點，部分受電弓碳滑板表面有黑色輕微燒灼燒傷痕跡并出現多處小面積崩缺現象。

4 處理措施

解決接觸線與受電弓碳滑板相互銼磨的現象最直接最根本的措施是直接“格式化”，即前一晚將第二天要參與運營的所有電客車受電弓碳滑板全部更換新的碳滑板，將正線、折返線所有錨段接觸網的接觸線全部更換新接觸線（由于更換正線所有錨段接觸網的接觸線工作量太大，不可能一夜之間全部更換完成，經研究采用全線打磨接觸線的方式代替更換）。具體措施如下：

4.1 維修中心接觸網專業

組織線網接觸網工，開展2號線及東延線接觸線打磨，為保證打磨效果計劃用兩個晚上（1月20日、1月21日）將全線正線、折返線（不含出入段線）265個錨段接觸線打磨兩次。

將達到換線條件、磨耗較為嚴重的秀廂站-三十三中站上行Y76錨段、玉洞站-金象站上行Y04錨段、玉洞站-金象站下行Z07錨段、火車站-明秀路站上行Y63錨段等8個錨段接觸線進行換線。

4.2 車輛中心電客車檢修專業

組織線網車輛檢修工，與接觸網專業同步利用兩個晚上（第一個晚上完成更換的電客車先不上線運營）完成要上線運營的22列電客車受電弓碳滑板的更換，并保證更換全新受電弓碳滑板的電客車與接觸網專業完成第二次打磨時間相同開始上線運營。

5 效果驗證

為驗證“處理措施”的有效性，維修中心接觸網專業開展全線接觸線的檢查，并自1月21日起對2號線及東延線重點異常磨耗進行周期監測。車輛中心電客車檢修專業開展電客車受電弓碳滑板磨耗情況周期普查測量。以下是6個月跟進的情況：

5.1 現場情況調查

（1）接觸網專業現場調查。經接觸網專業人員查看全線正線、折返線接觸線表面光滑、未產生新的麻面、刮痕、毛刺、拉絲，重點設備錨段關節、分段絕緣器拉弧燒傷處未有新的拉弧痕跡及新的沖擊痕跡。（見圖6）

（2）車輛中心電客車檢修專業。經電客車檢修專業人員查看受電弓碳滑板表面發黑發亮、磨耗面均勻，凹陷區域邊緣距離中心點較為對稱，表面無崩缺、裂紋、燒傷痕跡。（見圖7）

5.2 弓網磨耗情況趨勢分析

（1）接觸線磨耗截面寬度趨勢分析。自2020年11月23日起測量2號線及東延線重點異常磨耗處所接觸線磨耗截面寬度數據，統計平均磨耗情況趨勢分析（見圖8）：

由圖8可知，自1月22日全線正線、折返線（不含出入段線）265個錨段接觸線打磨后，重點異常磨耗處所接觸線磨耗截面寬度由原來4.6mm將至0.11mm。結合6個月的周期監測結果分析，目前接觸線磨耗磨耗已趨于平穩。

（2）受電弓碳滑板高度磨耗比趨勢分析。自2020年11月起起測量的碳滑板厚度數據，電客車受電弓碳滑板高度磨耗比趨勢（見圖9）：

由圖9可知，自1月22日更換新的受電弓碳滑板至7月22日碳滑板高度磨耗比為0.58mm/萬km，低于行業標準1.50mm/萬km。結合6個月的普查測量結果分析，目前受電弓碳滑板磨耗已趨于平穩。

6 結語

通過效果驗證，證明所采取的處理措施正確有效。同時為了更好的鞏固弓網磨耗效果后續工作中維修中心接觸網專業將持續開展2號線及東延線重點異常磨耗進行周期監測，結合2號線一期工程出現過的弓網異常磨耗現象處理經驗對接觸網技術參數（導高按設計值誤差+3mm、拉出值按設計值誤差±5mm）進行優化調整；車輛中心電客車檢修專業除按要求開展日常檢修修程外，增加碳滑板檢查頻次，并對碳滑板進行打磨保養，提升了弓網之間跟隨性，確保弓網磨耗持續平穩。