潘南紅,張翔鷗
接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)是通過接觸網(wǎng)動態(tài)檢測車在仿真弓網(wǎng)關(guān)系狀態(tài)下對接觸網(wǎng)進行檢測的結(jié)果,反映了接觸網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài),并為基層班組開展設(shè)備運行維護工作提供依據(jù)??茖W(xué)應(yīng)用動態(tài)檢測數(shù)據(jù),對于在設(shè)備運行維護工作中提高工效及設(shè)備的運行質(zhì)量,具有事半功倍的效果。下文就成都鐵路局貴陽供電段對檢測車動態(tài)數(shù)據(jù)運用情況進行闡述。
貴陽供電段進行接觸網(wǎng)動態(tài)檢測的 EX 3997596 檢測車的檢測裝置安裝在25 型客車車體上,設(shè)計速度160 km/h。車體頂部裝有檢測受電弓、桿號測量探頭、導(dǎo)線高度測量傳感器、探照燈、空調(diào)機組、觀察閣樓等;車內(nèi)設(shè)主、副司機室,檢測室,高壓室等設(shè)施;車下吊裝發(fā)電機組、油箱、外接電源線卷線箱等,在Ⅱ位端3 位軸頭上裝有測速用傳感器及補償傳感器,檢測車工作時加掛在旅客列車尾部對接觸網(wǎng)進行動態(tài)檢測。
目前貴陽供電段每月對管內(nèi)接觸網(wǎng)設(shè)備進行一次動態(tài)檢測,表1 列出了檢測超限標準。
表1 貴陽供電段接觸網(wǎng)動態(tài)檢測超限標準一覽表
動態(tài)檢測是近年發(fā)展的新技術(shù),基層班組在應(yīng)用動態(tài)檢測數(shù)據(jù)指導(dǎo)設(shè)備的運行維護中存在一些不足,表現(xiàn)在以下3 方面。
(1)對動靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)存在的差異缺乏認識。經(jīng)常出現(xiàn)曲線拉出值動態(tài)二、三級超限,靜態(tài)復(fù)核正常,或者處理了定位點拉出值,在下次檢測中又出現(xiàn)跨中拉出值動態(tài)超限;硬點動態(tài)檢測三級超限,停電上網(wǎng)檢查處理又不存在超限。
(2)單一的數(shù)據(jù)分析方法無法總結(jié)出產(chǎn)生問題的規(guī)律。在設(shè)備的維護管理中,對于檢測數(shù)據(jù)分析的單一性表現(xiàn)在動靜態(tài)數(shù)據(jù)缺乏關(guān)聯(lián)分析;連續(xù)期數(shù)據(jù)、同類問題缺乏對比分析;接觸網(wǎng)與軌道線路缺乏相關(guān)分析等。在處理超限檢測數(shù)據(jù)上往往是孤立的看待,很難找出產(chǎn)生問題的結(jié)癥所在,造成動態(tài)檢測頻繁超限、反復(fù)處理的局面。
(3)處理超限動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的盲目性。接觸網(wǎng)動態(tài)檢測車每次檢測到的超限動態(tài)數(shù)據(jù),都要求班組根據(jù)接觸網(wǎng)動態(tài)檢測考核辦法規(guī)定的處理時限進行閉環(huán)處理。班組為了完成任務(wù),往往采取2種片面的做法,一是對靜態(tài)復(fù)核檢測數(shù)據(jù)簡單的分析后認定為不超限直接上報銷號;二是對超限處所進行盲目處理,處理了舊的超限又同時產(chǎn)生了新的超限,這以曲線拉出值在定位和跨中的匹配、導(dǎo)高與線坡匹配比較典型。
接觸網(wǎng)動態(tài)檢測考核辦法中主要以拉出值、導(dǎo)高、線坡、硬點等指標作為考核評價基層班組的依據(jù),基層班組也圍繞該指標開展設(shè)備運行維護工作,在運用動態(tài)檢測數(shù)據(jù)中存在不足的主要原因還是對數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)的研究,現(xiàn)分析如下。
影響動態(tài)拉出值的因素較復(fù)雜,主要從檢測車的運行、軌道線路的狀態(tài)分析對受電弓中心橫向偏移的影響。
3.1.1 車輛運行方面
列車通過曲線區(qū)段時,為了平衡自身重力產(chǎn)生的慣性離心力,需要在曲線軌道上設(shè)置外軌超高,其超高的設(shè)計值為式中,vj為均方根設(shè)計速度,km/h;R 為曲線半徑,m。
實際上,檢測車通過曲線,其運行速度v 不可能與vj完全相同,當(dāng)v>vj時,產(chǎn)生欠超高,而當(dāng)v<vj時,產(chǎn)生過超高,這些未被平衡的超高使得設(shè)置在檢測車與轉(zhuǎn)向架之間的彈簧產(chǎn)生壓縮或伸張,進而使受電弓中心線橫向位置發(fā)生偏移[2],如圖1 所示。
圖1 減震彈簧變化狀態(tài)示意圖
《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》對曲線欠超高和過超高的規(guī)定見表2。當(dāng)存在未被平衡的超高Δh 時,轉(zhuǎn)向架兩側(cè)出現(xiàn)偏載,偏載量
則彈簧壓縮(伸長)量Δx = ΔQ1/C1
由三角函數(shù)可計算造成受電弓中心的偏移量:
式中,Q 為平均軸重,kN;H1為車體重心高度,mm;H2為車底板到軌面的距離,mm;H 為受電弓頂面至軌面的高度,mm;C1為彈簧垂直總剛度,kN/mm2;α 為兩側(cè)減震彈簧間的距離,mm;S1為線路鋼軌中心間距,取S1= 1 500 mm[3];Δh 為未平衡超高,mm。
表2 曲線欠超高及欠超高與過超高之和允許值表 單位:mm
接觸網(wǎng)動態(tài)檢測車在運行過程中會產(chǎn)生各種形式的振動,影響受電弓中心橫向偏移的振動因素固然很多,但是起決定性影響因素的是車體側(cè)滾振動,而且最為嚴重的是下側(cè)滾振動,其次是橫擺振動[4]。車輛側(cè)滾振動對受電弓中心橫向偏移量呈三角函數(shù)的正切值放大影響,如圖2 所示。行維護工作,是發(fā)揮動態(tài)檢測作用的有效途徑。
(1)確立應(yīng)用動態(tài)數(shù)據(jù),提升設(shè)備運行狀態(tài)。從EX3997596 型動態(tài)檢測車檢測的項目來看,可歸納為3 類指標:安全性指標主要有拉出值、導(dǎo)高、線坡等;受流性指標主要是弓網(wǎng)壓力;平順性指標主要是硬點。除受流性指標的弓網(wǎng)壓力屬于機車受電弓控制外,接觸網(wǎng)的運行維護思路應(yīng)是保證安全性指標,改善平順性指標。
(2)明確及分析動靜態(tài)參數(shù)的關(guān)系。動靜態(tài)參數(shù)互補的關(guān)系。周期性的建立和更新靜態(tài)檢測參數(shù),并與動態(tài)檢測參數(shù)進行綜合分析,找出影響安全性和平順性指標的薄弱環(huán)節(jié),納入并編入月度運行維護計劃。
以靜態(tài)參數(shù)為依據(jù),動態(tài)參數(shù)為參考。接觸網(wǎng)從設(shè)計、施工一直到運行,其依據(jù)都是靜態(tài)的設(shè)計資料、圖紙等規(guī)定的參數(shù)值。如果安全性指標動態(tài)檢測的參數(shù)超限,但在受電弓包絡(luò)線的安全范圍內(nèi),經(jīng)復(fù)核靜態(tài)參數(shù)是在設(shè)計允許范圍內(nèi)的,那么它的參數(shù)就是合格的。
(3)對頻繁發(fā)生的問題重點追蹤,采取有針對性的處理措施。對于一些區(qū)段的動態(tài)檢測連續(xù)期出現(xiàn)同類性質(zhì)的頻繁超限,往往是由于設(shè)備間關(guān)聯(lián)因素的匹配不當(dāng)引起的,要對該類問題進行重點追蹤,采取有針對性的處理措施。如滬昆線羊坪至青溪區(qū)間上行線支柱 130#—支柱 184#曲線半徑500 m,外軌超高125 mm,接觸網(wǎng)支柱的跨距為50~55 m,定位處拉出值設(shè)計400 mm,動態(tài)檢測反復(fù)出現(xiàn)拉出值在500 mm 左右的三級超限,班組按照等分法計算調(diào)整,即拉出值a = [(兩側(cè)跨距之和一半的平方/曲線半徑) / 16]×1 000,如兩側(cè)跨距都是 50 m,定位點拉出值按照跨距等分計算312 mm 進行調(diào)整后,在下次檢測中又會發(fā)生跨中動態(tài)拉出值在460~500 mm 的二級或三級超限,這就出現(xiàn)跨距和曲線半徑的匹配問題,需要進行跨距調(diào)整。
(4)超限數(shù)據(jù)進行綜合因素與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析。對于有些超限數(shù)據(jù),并不是由一些直觀的因素產(chǎn)生,要從接觸網(wǎng)、車輛、軌道等相關(guān)因素綜合分析;動靜態(tài)數(shù)據(jù)、連續(xù)期數(shù)據(jù)、同類性質(zhì)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)對比分析,找出問題的本質(zhì)。如滬昆線羊坪至青溪區(qū)間上行線支柱100#—支柱102#跨中在6次檢測中有2 次顯示98 g 的硬點,并不是由導(dǎo)線本身的硬彎、線夾偏斜、負載集中等引起,而是由跨中90 mm的負弛度或者工務(wù)線路引起。
(5)分析確定超限原因后方可進行設(shè)備調(diào)整。在調(diào)整設(shè)備之前,要對超限原因進行深入分析,找出產(chǎn)生問題的真正原因,采取切實可行的處理措施,同時在對設(shè)備進行調(diào)整的時候,要考慮對相鄰部件或者參數(shù)的影響,避免處理了舊缺陷同時又產(chǎn)生新的缺陷,不斷提高設(shè)備的運行質(zhì)量。
在實踐上,貴陽供電段羊坪接觸網(wǎng)工區(qū)經(jīng)過摸索,按照上述方法運用接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)并組織本工區(qū)的設(shè)備運行維護工作,設(shè)備的運行質(zhì)量明顯提升,從2008 年動態(tài)檢測的設(shè)備優(yōu)良率65%提升到目前的95.5%,得益于設(shè)備運行質(zhì)量的提高,工區(qū)得以抽出更多的時間對單項設(shè)備、部件、絕緣件等進行檢修更換,使接觸網(wǎng)設(shè)備的運行質(zhì)量步入良性循環(huán)的軌道。應(yīng)用好接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù),對于在接觸網(wǎng)設(shè)備運行維護中提高作業(yè)效率,控制設(shè)備安全,提升設(shè)備運行質(zhì)量都有積極的指導(dǎo)意義。
[1] 鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院.鐵路軌道設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2005:6.
[2] 郭鳳平,陳唐龍,牛大鵬,等.曲線區(qū)段接觸線拉出值的選擇[J].電氣化鐵道,2006,(5):20-21.
[3] 范俊杰.現(xiàn)代鐵路軌道[M].北京:中國鐵道出版社,2001:212.
[4] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2003:342.
[5] 王午生,徐玉德,鄭其昌.鐵道與城市軌道交通工程
[M].上海:同濟大學(xué)出版社,2003:47-48.
[6] 袁偉,沈俊.對于接觸網(wǎng)“硬點”現(xiàn)象的重新認識[J].電氣化鐵道,2005(z):94-96.