摘 要：分析了大準(zhǔn)電氣化鐵路接觸網(wǎng)由于受大風(fēng)影響，接觸網(wǎng)穩(wěn)定性差，造成弓網(wǎng)故障的原因，簡(jiǎn)要分析了接觸網(wǎng)穩(wěn)定性差的原因，提出了接觸網(wǎng)抗風(fēng)穩(wěn)定性的措施

關(guān)鍵詞：大風(fēng) 弓網(wǎng)故障 原因 防風(fēng) 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（c）-0114-02

接觸網(wǎng)設(shè)備沿線露天布置，工作環(huán)境惡劣，使用條件苛刻，在無(wú)備用的情況下，一旦發(fā)生故障，將對(duì)鐵路運(yùn)輸秩序造成很大影響。然而，接觸網(wǎng)故障的類(lèi)別和成因是千差萬(wàn)別的，完全避免故障難以做到。風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)來(lái)說(shuō)，不僅增加線索的機(jī)械負(fù)荷，而且在各種風(fēng)速和不同風(fēng)向的作用下，會(huì)使接觸線產(chǎn)生擺動(dòng)、震動(dòng)，風(fēng)速大且強(qiáng)勁的風(fēng)會(huì)使接觸線出現(xiàn)巨大擺動(dòng)和上下震動(dòng)，造成接觸線的技術(shù)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，以致影響電力機(jī)車(chē)的正常運(yùn)行，發(fā)生弓網(wǎng)故障。

大準(zhǔn)鐵路地處北方高原地帶，海拔在1300～1500 m之間，每年從11月份至次年5月份是刮風(fēng)天氣，風(fēng)期長(zhǎng)，出現(xiàn)沙塵暴天氣較為頻繁和強(qiáng)烈，有時(shí)風(fēng)力達(dá)到12級(jí)；接觸網(wǎng)好多地段在山口、谷口、高路堤和泄洪橋梁處，經(jīng)常處于高原惡劣天氣環(huán)境當(dāng)中，在多風(fēng)季節(jié)，很容易發(fā)生弓網(wǎng)故障。從1997年電氣化鐵路開(kāi)通至今，大風(fēng)天氣造成弓網(wǎng)故障26起，發(fā)生弓網(wǎng)故障對(duì)設(shè)備的破壞性嚴(yán)重，搶修故障中斷供電時(shí)間長(zhǎng)，已成為制約鐵路運(yùn)輸正常秩序和安全的障礙。為確保接觸網(wǎng)設(shè)備在大風(fēng)條件下能夠安全可靠的運(yùn)行，最大限度減少對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊?，是我們?duì)接觸網(wǎng)改造中的重要課題，現(xiàn)就大準(zhǔn)鐵路接觸網(wǎng)發(fā)生弓網(wǎng)故障的成因和防范措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 近幾年來(lái)大準(zhǔn)鐵路在大風(fēng)天氣發(fā)生弓網(wǎng)故障情況（見(jiàn)表1）

從表格統(tǒng)計(jì)看發(fā)生弓網(wǎng)故障有以下特點(diǎn)。

（1）發(fā)生故障的地點(diǎn)均在風(fēng)口直線地段。

（2）發(fā)生故障的接觸網(wǎng)跨距均大于55 m。

（3）鉆弓處大部分在接觸網(wǎng)反定位附近發(fā)生。

（4）弓網(wǎng)故障發(fā)生在每年的11月份-次年5月份期間的大風(fēng)天氣下（現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)風(fēng)速在10級(jí)以上，當(dāng)時(shí)一個(gè)人掛不了地線）。

（5）造成的損失巨大，故障搶修時(shí)間長(zhǎng)，影響運(yùn)輸嚴(yán)重。

2 發(fā)生弓網(wǎng)故障的原因分析

2.1 最大風(fēng)偏移值超過(guò)設(shè)計(jì)值是造成弓網(wǎng)故障的的主要因素

接觸網(wǎng)抗風(fēng)穩(wěn)定性差主要體現(xiàn)在接觸線的最大風(fēng)偏移值超過(guò)設(shè)計(jì)值造成弓網(wǎng)故障的發(fā)生。

接觸網(wǎng)風(fēng)偏移的受力分析：（見(jiàn)圖1）。

當(dāng)風(fēng)作用在接觸線上時(shí)，接觸線產(chǎn)生順風(fēng)方向的偏移，從圖中可以看出接觸線在垂直負(fù)載gj和水平風(fēng)負(fù)載Pj作用下，由C點(diǎn)移至B點(diǎn)。

最大水平偏移值為：

bj為水平偏移值，mm；

Pj為接觸線水平風(fēng)負(fù)載，N/m；

qv為接觸線合成風(fēng)負(fù)載，N/m；

y為接觸線的馳度，mm；

L為跨距長(zhǎng)度，m；

Tj為接觸線張力，N。

當(dāng)取最大設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，接觸網(wǎng)最大跨距中計(jì)算風(fēng)偏移值為447 mm，而在受電弓滑板625 mm有效工作范圍內(nèi)，理論上不足以使受電弓鉆弓，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況卻發(fā)生了弓網(wǎng)故障。經(jīng)過(guò)對(duì)北黃土溝—— 十九溝發(fā)生的幾起弓網(wǎng)故障分析，它們有共同的特點(diǎn)：都處于直線區(qū)段、都處于風(fēng)口地段、現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)風(fēng)速在10級(jí)以上強(qiáng)勁（一個(gè)人掛不上接觸網(wǎng)地線），每一起弓網(wǎng)故障都是從反定位器前后第1根和第2根吊弦處鉆入接觸網(wǎng)。

當(dāng)支柱處于上風(fēng)側(cè)時(shí)，在反定位處風(fēng)對(duì)接觸線的作用力與定位器對(duì)接觸線的拉力方向一致，整體使定位器承受一個(gè)壓力，持續(xù)不斷的壓力會(huì)造成反定位管向上劇烈擺動(dòng)；在反定位管上擺同時(shí)，定位器則繞長(zhǎng)定位環(huán)向下擺動(dòng)，造成定位器對(duì)接觸線失去了定位的作用；結(jié)果使接觸線形成了一個(gè)110～120m的大跨距，在反定位處出現(xiàn)了一個(gè)由兩個(gè)跨距接觸線偏移值疊加的偏移量，大大超過(guò)了接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)偏移量和受電弓允許工作范圍，造成了受電弓鉆弓，發(fā)生弓網(wǎng)故障。

2.2 接觸網(wǎng)跨距大是造成穩(wěn)定差的主要原因

在鏈形懸掛中，風(fēng)同時(shí)作用在承力索和接觸線上，由于接觸線和承力索通過(guò)吊弦相互作用，接觸線風(fēng)偏移的狀態(tài)比較復(fù)雜，根據(jù)最大水平偏移值的計(jì)算公式：

可知，跨距越大，接觸線的最大水平偏移值越大，接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性越差。

因此，在確定鏈形懸掛跨距時(shí)要根據(jù)接觸網(wǎng)在風(fēng)力作用下，相對(duì)受電弓中心線所產(chǎn)生的允許偏移值來(lái)確定的技術(shù)跨距。我國(guó)接觸網(wǎng)跨距規(guī)定：直線區(qū)段最大允許跨距不應(yīng)超過(guò)65 m；山口、谷口、高路堤和泄洪橋梁等風(fēng)口范圍內(nèi)的跨距應(yīng)縮小5～10 m，最大跨距不大于50 m。

2.3 反定位方式不牢固，易造成定位變化

大風(fēng)作用在反定位裝置上，由于定位管較長(zhǎng)，主要受力來(lái)自與腕臂連接的定位環(huán)和與定位器連接的長(zhǎng)定位環(huán)；在持續(xù)風(fēng)壓作用下，使反定位管上下擺動(dòng)，定位器不斷撞擊長(zhǎng)定位環(huán)，導(dǎo)致長(zhǎng)定位環(huán)偏轉(zhuǎn)，定位器定位鉤卡滯扭轉(zhuǎn)變形從定位環(huán)脫出，對(duì)接觸線失去定位作用，風(fēng)偏移過(guò)大造成受電弓離線而發(fā)生弓網(wǎng)故障。

2.4 接觸線張力不足，造成接觸網(wǎng)擺動(dòng)過(guò)大

接觸網(wǎng)的張力和馳度是決定接觸線風(fēng)偏移的重要因素，根據(jù)水平偏移值的計(jì)算公式：

可知：接觸線風(fēng)偏移值與接觸線的馳度成正比，與接觸線的張力成反比。

因此，接觸線張力不足，如接觸線補(bǔ)償裝置墜坨數(shù)量不夠，會(huì)造成接觸線的順線路方向張力減??；直線區(qū)段“之”字值調(diào)整偏小，會(huì)造成接觸線垂直線路方向的張力減小，從而增大了接觸線的馳度，在風(fēng)壓作用下，使接觸線風(fēng)偏移值超過(guò)允許值。

3 提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性的措施

針對(duì)大準(zhǔn)鐵路近幾年接觸網(wǎng)發(fā)生的弓網(wǎng)故障進(jìn)行了分析和研究，進(jìn)行了大膽的嘗試，采取了一定的措施來(lái)提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性。

（1）縮短技術(shù)跨距，提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性。

首先我們對(duì)大準(zhǔn)鐵路接觸網(wǎng)進(jìn)行徒步觀察、測(cè)量，根據(jù)近幾年來(lái)接觸網(wǎng)發(fā)生的弓網(wǎng)故障的地段，確定接觸網(wǎng)受大風(fēng)侵?jǐn)_的風(fēng)口重點(diǎn)地段。（見(jiàn)表2）

根據(jù)大準(zhǔn)鐵路接觸網(wǎng)風(fēng)口地段統(tǒng)計(jì)表中防風(fēng)重點(diǎn)地段以及對(duì)近幾年發(fā)生弓網(wǎng)故障的特點(diǎn)，我們決定對(duì)其重點(diǎn)地段進(jìn)行改造，即在相鄰支柱的跨中增設(shè)支柱，縮小跨距，有效的減小風(fēng)偏移。從2010年防風(fēng)地段技術(shù)改造后，接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行兩年，沒(méi)有發(fā)生過(guò)因大風(fēng)造成的弓網(wǎng)故障。因此，跨距的縮小能夠使接觸線在定位點(diǎn)處對(duì)定位器形成較大的張力增量，抑制了定位器的擺動(dòng)，增強(qiáng)定位的穩(wěn)定性。

（2）改變定位方式，提高反定位的穩(wěn)定性。

在反定位上加裝防風(fēng)支撐有效的抑制反定位管的上下擺動(dòng)。

（3）加裝V型拉線來(lái)抑制反定位的左右擺動(dòng)

（4）在斜腕臂和平腕臂之間加裝腕臂支撐來(lái)增強(qiáng)支柱支持裝置的整體強(qiáng)度。

（5）調(diào)整防風(fēng)直線區(qū)段的拉出值，正定位的拉出值由200 mm加大為300 mm，反定位的拉出值由200 mm減小為150 mm，這樣既增加了“之”字值而改變了張力又減小了風(fēng)偏。

（6）在風(fēng)口地段的大橋定位點(diǎn)處更換限位定位器來(lái)提高接觸網(wǎng)的彈性。

4 結(jié)論

通過(guò)2011年我們對(duì)大準(zhǔn)鐵路接觸網(wǎng)分別采取增加支柱縮小技術(shù)跨距、在反定位加裝防風(fēng)支撐和V型拉線、改變定位方式、調(diào)整接觸網(wǎng)拉出值等措施的實(shí)施，接觸網(wǎng)的防風(fēng)穩(wěn)定性有了明顯提高，防風(fēng)能力進(jìn)一步加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]于萬(wàn)聚.接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)及檢測(cè)原理[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.