洛陽地鐵碳滑板磨耗分析及解決措施

楊陪龍,李浩楠

(洛陽市軌道交通集團有限責任公司,河南 洛陽 471023)

洛陽地鐵2022年開展受電弓檢查1 067次,制定并實施電客車碳滑板磨耗防范措施后,1號線碳滑板磨耗萬公里均值2.07 mm,2號線碳滑板磨耗萬公里均值5.07 mm,整體磨耗數據較好。

1 數據統計分析

洛陽地鐵于2021年3月份開始運營,截至目前共開展受電弓檢查1 350余列次,分析受電弓碳滑板數據,具體表現如下。

1.1 碳滑板磨耗數據分析

(1)1號線自2021年3月份正式運營以來,共開展碳滑板檢查902列次,碳滑板萬公里磨耗量均值為3.33 mm,具體數據如圖1所示。

圖1 1號線碳滑板萬公里磨耗量曲線圖

從數據統計結果看,1號線碳滑板磨耗量偏大問題集中在11月份至次年3月份,均值7.28 mm;3月底至11月初碳滑板屬于正常磨耗,均值1.22 mm(符合維保手冊的標準≤2 mm/萬km)。

(2)2號線2021年9月1日開始試運行后,自2021年11月以來,共開展碳滑板檢查544列次,碳滑板萬公里磨耗量均值為5.83 mm,具體數據如圖2所示。

圖2 2號線碳滑板萬公里磨耗量曲線圖

從數據統計結果看,2號線電客車受電弓碳滑板磨耗量偏大的問題集中在11月份至次年3月份,均值11.71 mm;3月底至11月初碳滑板屬于正常磨耗,均值0.51 mm(符合維保手冊的標準≤2 mm/萬km)。

1.2 環境因素分析

根據業內經驗,冬季地鐵弓網關系可能存在異?；蛘卟涣紶顟B。根據洛陽氣象局發布的氣候變化曲線圖可知,洛陽在每年的11月底到次年3月初的氣候表現為每日平均高溫小于11℃,低溫小于5℃,濕度趨于0%,與電客車碳滑板磨耗偏大時間段相對應。地鐵弓網接觸摩擦狀態對隧道內環境的溫濕度變化較為敏感。洛陽冬季天氣干燥,濕度明顯降低,每年3月底至11月初,隨著天氣回暖、濕度增大,碳滑板磨耗量也回到正常范圍。

2 原因分析

弓網間的磨耗按摩擦力定義分為機械磨耗和電氣磨耗兩種。機械磨耗指受電弓碳滑板在滑動取流過程中與接觸線相互摩擦產生的磨耗,通常認為是正常磨耗[1-2]。電氣磨耗是指受電弓碳滑板與接觸線(二者材質不同、表面的粗糙程度不同)存在間隙,取流時產生電火花(或電弧)并伴隨熱量釋放,燒蝕碳滑板與接觸線表面,局部高溫可能引起二者物理特性變化等一系列復雜的物理反應造成的磨耗,通常認為是非正常磨耗,應盡量避免[3-4]。

3 防范措施

依據碳滑板磨耗數據及其他城市地鐵的運營經驗,制定碳滑板作業技術規范,編制作業工藝卡,優化更換標準及檢修周期,制定碳滑板表面打磨標準,結合隧道內的溫濕度數據及碳滑板的磨耗量,及時調整防范措施。

3.1 籌備專項作業,掌握磨耗趨勢

為及時掌握碳滑板磨耗趨勢,規劃每年9月份1、2號線各選取一列車進行專項跟進,受電弓由雙周檢改為單周檢。

3.2 結合磨耗等級,制定更換標準

為確保上線電客車的安全運營,實現備件合理化應用,劃分碳滑板磨耗余量預警等級,并依據磨耗情況及生產作業有針對性開展受電弓專項檢查及碳滑板更換。結合弓網檢測棚成像狀態,監測碳滑板磨耗剩余量。具體更換標準如表1所示。

表1 碳滑板磨耗更換等級標準

3.3 規范檢修標準,制定打磨工藝

當碳滑板出現偏磨時,弓網之間摩擦角度改變,容易導致碳滑板掉塊、接觸線表面粗糙程度增加、磨耗量增大。增加受電弓碳滑板接觸表面及側邊倒角打磨工作,倒角角度為45°,寬度為2 mm,新更換的碳滑板需進行接觸面打磨。

3.4 測量關鍵數據,調整弓網壓力

制定受電弓碳滑板檢修標準化工藝,規范測量滑板厚度、滑板與端角間隙、降弓位置傳感器、接觸壓力、升降弓時間等關鍵數據,根據實際情況及時調整弓網接觸壓力。

3.5 健全質量檢查,完善數據記錄

(1)要求責任工班嚴格執行受電弓各級檢修規程,確保檢修質量;由經驗豐富、技術過硬的受電弓檢查人員把控質量;每周抽檢兩列電客車受電弓檢查結果,并進行驗收確認。

(2)建立數據統計臺賬,檢查數據當日錄入,階段性跟蹤計算碳滑板磨耗率,形成圖表。

3.6 相互配合,探尋弓網磨耗原因

積極與維修工程部對接,加強磨耗數據交流,發現問題及時處理,確保運營穩定。

(1)與接觸網專業共同分析碳滑板磨耗位置數據,找尋磨耗規律,以便及時調整弓網相關匹配數據;

(2)掌握隧道內溫濕度變化情況,研究弓網關系隨溫濕度變化的趨勢,結合外界環境對碳滑板磨耗量的影響探尋解決方案。

4 防范效果對比

1號線2022年度碳滑板萬公里平均磨耗2.24 mm,較2021年度下降53.6%;碳滑板磨耗偏大期間萬公里平均磨耗2.68 mm,較2021年度下降72.7%。

2號線2022年度碳滑板萬公里平均磨耗5.06 mm,較2021年度下降59.3%;碳滑板磨耗偏大期間萬公里平均磨耗0.41 mm,較2021年度下降97.4%。

制定并實施碳滑板磨耗偏大防范措施取得較好效果,平均磨耗大幅降低。

5 總結與展望

2022年碳滑板磨耗量均值較2021年顯著降低,1、2號線均在11月至次年3月出現碳滑板磨耗量偏大現象,隨著天氣回暖,磨耗量顯著降低,低于維保手冊要求,在正常區間內。為更好降低碳滑板磨耗,從提升檢修工藝和改善隧道內環境兩個角度出發:

(1)持續做好受電弓碳滑板檢查數據統計、分析,結合歷史磨耗量預測碳滑板磨耗偏大時間,及時調整磨耗預警等級。同時積極與接觸網專業對接,共享數據、共同探尋弓網關系解決方案。

(2)在隧道內加裝環境溫濕度傳感器。實時掌握隧道溫濕度變化情況,及時調整預防措施。

(3)環境濕度是影響碳滑板磨耗的重要因素,增加噴淋裝置使隧道內處于相對濕度60%以上恒濕狀態,降低空氣干燥對碳滑板磨耗的影響。