蘇玉增，項(xiàng) 楊

0 引言

線岔是電氣化鐵路供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)的重要組成部分，也是關(guān)鍵設(shè)備，其受設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工質(zhì)量、后期維修調(diào)整、電力機(jī)車(chē)受電弓型號(hào)、工況以及行車(chē)速度、季節(jié)、環(huán)境、氣候變化等各種因素的影響很大，是發(fā)生弓網(wǎng)故障頻次較高的設(shè)備。接觸網(wǎng)線岔狀態(tài)直接影響著鐵路運(yùn)輸安全，是確保行車(chē)安全的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，必須加以識(shí)別研判。

1 特殊位置接觸網(wǎng)線岔問(wèn)題

結(jié)合多年的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)和對(duì)一些弓網(wǎng)故障的分析，發(fā)現(xiàn)一般情況下相交的2股鐵路線路是水平或接近于水平布置的，相交的接觸網(wǎng)線岔也處于水平位置，但在現(xiàn)場(chǎng)存在一種特殊情況，即2股相交的線路存在較大高差，如駝峰起始點(diǎn)處，另外在豐沙大線的落坡嶺站、沙嶺子站也存在該情況，這一高差對(duì)接觸網(wǎng)線岔 2支接觸線的空間位置的影響極易造成弓網(wǎng)故障。

具體事故案例：2010年在豐西編組站某場(chǎng) 2#道岔，該道岔處于駝峰起始點(diǎn)處，道岔2股道不等高。機(jī)車(chē)由坡道向下坡方向運(yùn)行進(jìn)入道岔發(fā)生弓網(wǎng)故障。受電弓導(dǎo)角被剮掉，剮掉的受電弓導(dǎo)角上、下部均有明顯刮痕，滑板完好無(wú)撞擊痕跡。接觸網(wǎng)線岔處于水平股道的接觸線在交叉點(diǎn)的下方，接觸線彎曲變形，上部有明顯刮痕；處于坡道上的接觸線沒(méi)有刮蹭痕跡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)用測(cè)桿對(duì)接觸網(wǎng)線岔進(jìn)行測(cè)量，拉出值、交叉點(diǎn)、始觸區(qū)2支接觸線高差均符合《接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程》鐵運(yùn)[2007]69號(hào)文件中標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)程》），其始觸區(qū)內(nèi)2支接觸線上均無(wú)線夾，符合《規(guī)程》要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析會(huì)認(rèn)定供電設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合格，無(wú)責(zé)任；機(jī)車(chē)受電弓無(wú)明顯缺陷、但采用的仍是路局已明令淘汰的產(chǎn)品，事故責(zé)任定為機(jī)車(chē)原因。

5個(gè)月后在同一個(gè)道岔又發(fā)生了相同的剮弓事故，同樣的測(cè)量手段、同樣的結(jié)果，但機(jī)車(chē)受電弓已更新，定供電責(zé)任。

筆者認(rèn)為，同一地點(diǎn)發(fā)生了2次性質(zhì)相同的弓網(wǎng)故障，事故分析結(jié)果不同、最后被定責(zé)部門(mén)不同，表明 2次事故的分析均沒(méi)有找到發(fā)生弓網(wǎng)故障的真正原因。為防止類(lèi)似故障的再次發(fā)生，必須結(jié)合接觸網(wǎng)線岔的工作原理，從事故線岔的特殊角度對(duì)2起事故進(jìn)行深入分析。

2 接觸網(wǎng)線岔的定義及工作原理

接觸網(wǎng)線岔是為了使電力機(jī)車(chē)受電弓由一股道順利過(guò)渡到另一股道的供電設(shè)備，安裝于道岔的上方。當(dāng)一組接觸網(wǎng)懸掛的接觸線被受電弓抬高時(shí)，另一組懸掛的接觸線也能同時(shí)被抬高，從而使它與另一接觸線產(chǎn)生高差Δh。高差隨著受電弓接近始觸區(qū)而縮小，達(dá)到始觸點(diǎn)時(shí)基本消除，而使機(jī)車(chē)受電弓由一條股道上空的接觸線平滑、安全、順利地過(guò)渡到另一條股道的接觸線上，從而使電力機(jī)車(chē)牽引的列車(chē)完成線路轉(zhuǎn)換運(yùn)行的目的。

2.1 接觸網(wǎng)線岔的分類(lèi)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)線岔有交叉線岔和無(wú)交叉線岔2種形式。其中交叉線岔就是2組接觸懸掛在道岔折轉(zhuǎn)范圍內(nèi)有交叉點(diǎn)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、施工及后期維護(hù)方便，適用于列車(chē)由正線過(guò)渡到側(cè)線和由側(cè)線過(guò)渡到正線運(yùn)行速度均較低的普速鐵路。筆者從事普速鐵路的運(yùn)行維修管理工作，這里只對(duì)接觸網(wǎng)交叉線岔測(cè)量和維修調(diào)整應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析。

2.2 交叉線岔的分類(lèi)

交叉線岔分為單開(kāi)線岔、對(duì)稱(chēng)（雙開(kāi)）和復(fù)式交分線岔、交叉渡線3種。

（1）單開(kāi)線岔。該線岔的定位是指對(duì)于相交2組懸掛的接觸網(wǎng)，其交點(diǎn)相對(duì)于線路中心所處的位置，線岔處接觸線的定位有2種形式，即標(biāo)準(zhǔn)定位和非標(biāo)準(zhǔn)定位。標(biāo)準(zhǔn)定位和非標(biāo)準(zhǔn)定位的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)和《規(guī)程》，這里不再贅述。

（2）對(duì)稱(chēng)（雙開(kāi)）和復(fù)式交分線岔。其線岔的布置形式類(lèi)似于單開(kāi)道岔。

（3）交叉渡線。由 4組單開(kāi)道岔組成，在 2條渡線接觸線的交叉點(diǎn)處設(shè)第5組線岔。第5組線岔不設(shè)定位，調(diào)整時(shí)與其他4組單開(kāi)線岔聯(lián)動(dòng)，一般相交于兩股道交叉點(diǎn)中心點(diǎn)的正上方，接觸線交叉點(diǎn)安裝線岔限制管。

2.3 交叉線岔的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

《規(guī)程》第72條第3點(diǎn)規(guī)定了線岔處2支接觸線相距500 mm處的高差：

標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)2支接觸線均為工作支時(shí)，正線線岔的側(cè)線接觸線比正線接觸線高20 mm，側(cè)線線岔2支接觸線等高；當(dāng)一支為非工作之時(shí)，160 km/h及以下區(qū)段非工作支接觸線比工作支接觸線抬高80 mm。

安全值。當(dāng)2支接觸線均為工作支時(shí)，正線線岔的側(cè)線接觸線比正線接觸線高10～30 mm，側(cè)線線岔2支接觸線高差不大于30 mm。160 km/h及以下區(qū)段非工作支接觸線比工作支接觸線抬高 50～100 mm。

限界值。同安全值。

3 事故分析

3.1 受電弓正常通過(guò)線岔的情況

理論上講，列車(chē)正線運(yùn)行通過(guò)線岔時(shí)受電弓運(yùn)行接近至始觸區(qū)，側(cè)線接觸線首先與受電弓拐點(diǎn)的水平部分接觸，從而順利過(guò)渡?？紤]到一般正線通過(guò)的列車(chē)速度較高，受電弓運(yùn)行到線岔始觸區(qū)時(shí)，側(cè)線在線岔限制管的作用下與正線接觸線同時(shí)抬高，但存在抬高不足，首先與受電弓拐點(diǎn)斜面（導(dǎo)角）接觸的現(xiàn)象形成硬點(diǎn)，對(duì)受電弓造成沖擊，對(duì)機(jī)車(chē)受電弓和供電設(shè)備產(chǎn)生損壞，降低相關(guān)設(shè)備的使用壽命，甚至有造成弓網(wǎng)故障的隱患。為減小受電弓運(yùn)行到線岔始觸區(qū)時(shí)，側(cè)線接觸線對(duì)受電弓的沖擊，《規(guī)程》中規(guī)定將側(cè)線接觸線在始觸區(qū)范圍內(nèi)預(yù)抬高20 mm；列車(chē)由正線過(guò)渡到側(cè)線運(yùn)行時(shí)，受電弓由較低的接觸線向較高的接觸線過(guò)渡也不會(huì)發(fā)生剮弓事故。而機(jī)車(chē)在由側(cè)線過(guò)渡到正線運(yùn)行時(shí)運(yùn)行速度一般較低，在機(jī)車(chē)受電弓導(dǎo)角的作用下仍能平順過(guò)渡。由于運(yùn)行速度低對(duì)受電弓和接觸線的沖擊也較小。

3.2 不等高股道接觸網(wǎng)線岔問(wèn)題分析

如相交的2股道不在同一個(gè)水平面上，在接觸線始觸區(qū)處2股線路存在高差Δh′（見(jiàn)圖1）。

圖1 不等高股道道岔股道高差示意圖

在線岔靜態(tài)測(cè)量時(shí)一般是分別以接觸線對(duì)應(yīng)的股道鋼軌軌面連線為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，使用道尺、測(cè)桿或直接用激光測(cè)量?jī)x，測(cè)量 2支懸掛相距500 mm處接觸線的高度并記錄，在“天窗”點(diǎn)內(nèi)調(diào)整至《規(guī)程》規(guī)定的高度和高差。因?yàn)槭欠謩e以2股道軌面連線為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量的是每支接觸線的絕對(duì)高度，而不是2支接觸線的相對(duì)高度，忽略了軌面高差Δh′。而始觸區(qū)處 2支懸掛的相對(duì)高差應(yīng)該等于標(biāo)準(zhǔn)高差（20 mm）、施工或測(cè)量誤差、軌面高差Δh′之和。

于是對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)的供電設(shè)備和軌道線路進(jìn)行了重新測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該線岔處的道岔2股道不等高，在接觸網(wǎng)線岔始觸區(qū)處的股道高差達(dá)到30 mm，即Δh′ = 30 mm，再與測(cè)量值對(duì)照發(fā)現(xiàn)，處于坡道上的接觸線高度大于水平股道25 mm，那么2支接觸線空間水平高差累計(jì)達(dá)到55 mm。

用圖示分析（圖 2），如果受電弓由較高的接觸線向始觸區(qū)接近時(shí)，導(dǎo)高低的接觸線首先與受電弓拐點(diǎn)以下的導(dǎo)角部分接觸，隨著受電弓前行和2懸掛線間距逐步減小，受電弓對(duì)接觸線施加一個(gè)力A且逐漸增大，A可分解成一個(gè)順受電弓導(dǎo)角斜向上的力C和一個(gè)水平力B。同時(shí)接觸線施加給受電弓一個(gè)反作用力a，初始時(shí)a與A大小相等方向相反由接觸懸掛自重和懸掛的張力產(chǎn)生。這個(gè)力a與受電弓導(dǎo)角間產(chǎn)生磨擦力F。當(dāng)力C能夠克服摩擦力F時(shí)，接觸線會(huì)被受電弓導(dǎo)角托起，并隨著機(jī)車(chē)向前運(yùn)行兩懸掛間距逐步縮小，接觸線被托起到受電弓拐點(diǎn)以上的水平部分，從而順利通過(guò)線岔；如果兩懸掛高差超過(guò)《規(guī)程》的安全值，隨著機(jī)車(chē)運(yùn)行兩懸掛間距縮小，受電弓施加到接觸線上的力A逐漸增大，接觸線對(duì)受電弓的反作用力a也逐漸增大，受電弓和接觸線間產(chǎn)生的摩擦力F就會(huì)增大，F(xiàn)增大到不足以被C克服時(shí)，接觸線不會(huì)繼續(xù)被托起，會(huì)被水平力B推出發(fā)生水平方向的位移。接觸線就有可能滑落到受電弓導(dǎo)角以下，鉆入受電弓下邊，發(fā)生弓網(wǎng)故障，或者因水平力太大首先破壞受電弓發(fā)生弓網(wǎng)故障。

圖2 接觸線與受電弓受力分析示意圖

通過(guò)以上分析得出，由于接觸網(wǎng)靜態(tài)測(cè)量和檢修測(cè)量方法不當(dāng)，忽略了道岔股道高差Δh′的存在，使接觸網(wǎng)線岔在始觸區(qū)范圍內(nèi)的相對(duì)高差超出了《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)的安全值（30 mm），這是造成弓網(wǎng)故障的主要原因。

4 改進(jìn)措施及實(shí)施效果

針對(duì)上述分析，筆者建議，在接觸網(wǎng)線岔調(diào)整和測(cè)量時(shí)必須考慮股道高差Δh′，使 2支接觸線在空間水平面上的高差符合《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)，具體措施如下：

（1）靜態(tài)測(cè)量時(shí)要以同一股道高程作為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，處于坡道上的導(dǎo)線高度要用測(cè)量值加上股道高差Δh′。

（2）利用激光測(cè)量?jī)x的測(cè)量500處高差功能，可以方便找到作為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的股道，直接測(cè)量出接觸網(wǎng)線岔500 mm處的高差。

（3）盡量減小測(cè)量誤差，如使用測(cè)桿測(cè)量時(shí)要考慮不同股道接觸線的直徑不同造成的誤差；使用激光測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí)要提前對(duì)測(cè)量?jī)x進(jìn)行校驗(yàn)。

（4）在天窗點(diǎn)內(nèi)調(diào)整線岔，除了采用以上方法測(cè)量，還要用水平尺校核 2支接觸線的水平高差，調(diào)整達(dá)到《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求。

（5）在線岔始觸區(qū)內(nèi)不能安裝任何線夾。

經(jīng)對(duì)北京鐵路局北京供電段管內(nèi)不等高線岔進(jìn)行測(cè)量，并按照上述方法進(jìn)行調(diào)整，管內(nèi)不等高接觸網(wǎng)線岔再?zèng)]有發(fā)生上述的弓網(wǎng)故障，從根本上消除了設(shè)備隱患。

5 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)設(shè)備露天、動(dòng)態(tài)運(yùn)行，受地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境等的影響很大，在建設(shè)時(shí)受空間、地理、建筑物或自然環(huán)境的限制較大，在維修保養(yǎng)中除嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，還要充分考慮自然條件的影響，在發(fā)生故障后要嚴(yán)格按照四不放過(guò)的原則，找到發(fā)生故障的真正原因加以研判、制定措施，才能消除風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，確保運(yùn)行安全。

[1]于萬(wàn)聚.高速鐵路電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2003.

[2]北京鐵路局供電系統(tǒng)提速適應(yīng)性崗位培訓(xùn)輔導(dǎo)講義.

[3]鐵運(yùn)[2007]69號(hào)文 接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程.