楊留有，邵建方，楊慶和

（北京鐵路安全監(jiān)管辦 機(jī)車車輛驗(yàn)收室，北京100860）

關(guān)于高鐵接觸網(wǎng)定位線夾脫落問題的分析及建議

楊留有，邵建方，楊慶和

（北京鐵路安全監(jiān)管辦 機(jī)車車輛驗(yàn)收室，北京100860）

針對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中發(fā)生的定位線夾脫落問題，利用“三對(duì)三查”的驗(yàn)收基本方法，分析了從設(shè)計(jì)、制造、安裝、驗(yàn)收、檢修等環(huán)節(jié)存在的問題，提出了措施和建議。

接觸網(wǎng)；定位線夾；脫落；分析

2013年以來，高鐵接觸網(wǎng)定位線夾多次發(fā)生脫落、傾斜等問題，對(duì)接觸網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)、高鐵運(yùn)輸秩序造成了較大干擾。定位線夾脫落已經(jīng)成為影響接觸網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的一個(gè)多發(fā)性、易發(fā)性問題，引起了運(yùn)行部門的高度重視，十分有必要從設(shè)計(jì)、制造、安裝、驗(yàn)收、檢修幾個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真進(jìn)行研究分析，提出改進(jìn)措施和建議。

1 定位線夾構(gòu)造及主要參數(shù)

高鐵接觸網(wǎng)定位線夾標(biāo)準(zhǔn)為TB 2075.3－2010，其組成由帶環(huán)夾板、無環(huán)夾板、U型銷、螺栓、螺母、防松墊片等，與定位器通過定位銷釘連接。定位線夾見圖1，定位器見圖2。

圖1 定位線夾

圖2 定位器

1.1 定位線夾材質(zhì)

（1）定位線夾的有環(huán)夾板及無環(huán)夾板按GB/T 20078－2006，采用牌號(hào)為Cu Ni2Si、材料狀態(tài)為H 150的銅鎳硅合金；

（2）U形銷按GB/T 4423－2007，采用牌號(hào)為T2的銅棒；

（3）螺栓按GB/T 1220－2007，采用牌號(hào)為06Cr19Ni10的不銹鋼；

（4）螺母、墊圈、彈簧墊圈按GB/T 1220－2007，采用牌號(hào)為12Cr18Ni9的不銹鋼。

1.2 定位線夾的性能要求如下：

（1）定位線夾的最大工作荷重為2.5 k N；

（2）定位線夾的滑動(dòng)荷重應(yīng)不小于1.5 k N；

（3）定位線夾的水平破壞荷重應(yīng)不小于7.5 k N；

（4）螺栓緊固力矩為25～32 N·m。

1.3 定位銷釘

銅合金定位銷釘采用牌號(hào)為Cu Ni2Si合金，不銹鋼定位銷釘采用牌號(hào)為12Cr18Ni9的不銹鋼。

目前高鐵接觸網(wǎng)定位線夾種類很多，主要有兩種定位線夾，分別見圖3、圖4。第1種是由帶環(huán)夾板、無環(huán)夾板、U型銷、螺栓、螺母、防松墊片等組成，第2種定位線夾由線夾夾板和連接螺栓組成。

圖3 第1種定位線夾

圖4 第2種定位線夾

1.4 第1種定位線夾安裝維護(hù)和注意事項(xiàng)

（1）根據(jù)安裝示意圖或裝配圖材料表檢查零部件是否齊全；檢查零件是否有影響使用的質(zhì)量缺陷或變形；線夾型號(hào)與接觸線規(guī)格是否一致；接觸線橫截面對(duì)稱線與定位線夾中心平行（否則，應(yīng)校正）；緊固件之間的配合是否靈活。

（2）松開螺栓，將定位器的定位銷釘套穿入有環(huán)夾板孔內(nèi)，穿入U(xiǎn)型銷固定銷。

（3）將線夾夾板牙型放入接觸線線槽內(nèi)，注意有環(huán)夾板在遠(yuǎn)離定位鉤側(cè)，即環(huán)口面向定位支座，用手鉗將止動(dòng)墊片的長(zhǎng)支彎折固定在零件規(guī)定部位，并輕輕敲擊使密貼，短肢在上端。

（4）用扭矩扳手交替緊固螺栓，緊固力矩25 N· m，再擰緊背母至25 N·m。緊固時(shí)止動(dòng)墊片不得旋轉(zhuǎn)。

（5）折彎止動(dòng)墊圈短肢，使其與螺栓六角頭一面貼緊。

（6）把U形銷的末端用內(nèi)徑φ5 mm的細(xì)鋼管向上彎曲60°，禁止使用錘子。

（7）安裝注意事項(xiàng)

在安裝之前，需用砂紙或鋼刷絲對(duì)線夾牙型表面和接觸線溝槽表面氧化物進(jìn)行清除。注意U型銷的方向，從內(nèi)側(cè)向外側(cè)安裝。禁止止動(dòng)墊圈未掰，或長(zhǎng)肢貼向螺母，短肢貼向有環(huán)夾板；禁止止動(dòng)墊圈長(zhǎng)肢和短肢同時(shí)掰向螺母?jìng)?cè)。安裝時(shí)有環(huán)夾板始終在外側(cè)。禁止用錘子或手鉗敲擊U型銷彎曲夾角為90°。

（8）維護(hù)：定期進(jìn)行檢查；螺栓、螺母不應(yīng)有松動(dòng)現(xiàn)象；線夾的牙型應(yīng)卡在接觸線的線槽之內(nèi)。

1.5 第2種定位線夾安裝維修和注意事項(xiàng)

（1）根據(jù)安裝示意圖或裝配圖材料表檢查零部件是否齊全；檢查零件是否有影響使用的質(zhì)量缺陷或變形；線夾型號(hào)與接觸線規(guī)格是否一致；接觸線橫截面對(duì)稱線與定位線夾中心平行（否則，應(yīng)校正）；緊固件間配合靈活。

（2）松開螺母，將定位器的定位銷釘穿入線夾本體孔內(nèi)，把壓板牙型放入接觸線線槽內(nèi)，并輕輕敲擊使密貼，預(yù)緊螺栓，用扭矩扳手交替緊固至25～32 N·m。

（3）安裝注意事項(xiàng)：螺栓頭始終朝向外側(cè)。止動(dòng)墊片安裝緊貼螺母外側(cè)。

（4）維護(hù)：定期進(jìn)行檢查。線夾的牙型應(yīng)卡在接觸線的線槽之內(nèi)。

2 原因分析

按照鐵路驗(yàn)收工作的基本要求，我們采用“三對(duì)三查”的方法進(jìn)行分析，“三對(duì)三查”是開展驗(yàn)收工作的一種基本方法。是“對(duì)規(guī)、對(duì)標(biāo)、對(duì)圖，查工藝、查管理、查糾正、預(yù)防措施”的簡(jiǎn)稱。在定位線夾脫落問題的分析上，“對(duì)規(guī)”就是對(duì)照有關(guān)的供電各項(xiàng)規(guī)程、規(guī)章規(guī)定；“對(duì)標(biāo)”就是對(duì)照鐵標(biāo)、局標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)；“對(duì)圖”就是對(duì)照設(shè)計(jì)圖、安裝圖、零件標(biāo)準(zhǔn)圖等圖紙；“查工藝”就是查安裝工藝、檢修作業(yè)指導(dǎo)書；“查管理”就是查管理文件和基本制度；“查糾正、預(yù)防措施”就是檢查鐵路局、供電段、供電車間、工區(qū)的有關(guān)糾正措施及落實(shí)。

2.1 在高鐵接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方面

高鐵定位線夾長(zhǎng)期在接觸導(dǎo)線3 t張力的情況下工作，定位銷釘由于“之”字力、曲線力作用下，如果采用銅合金定位銷釘就會(huì)造成彎曲變形；定位銷釘又要在受電弓經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的高頻振動(dòng)下工作，因此，在速度300 km/h接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方面，無論曲線、直線區(qū)段定位器的定位銷釘均采用不銹鋼材質(zhì)，而U型銷為T2材質(zhì)，造成鋼與銅不同材質(zhì)之間的磨損。查找安裝圖、零件圖后確認(rèn)了這個(gè)問題。而國(guó)外同等速度接觸網(wǎng)設(shè)備，接觸線張力小，定位銷釘一般采用銅合金。

2.2 在高鐵接觸網(wǎng)定位線夾的設(shè)計(jì)制造方面

TB 2075.3—2010中沒有定位銷釘?shù)拈L(zhǎng)度、帶環(huán)側(cè)定位線夾夾板環(huán)的厚度規(guī)定，造成廠家生產(chǎn)的定位器定位銷釘長(zhǎng)度不一，加上定位線夾帶環(huán)夾片環(huán)厚度沒有規(guī)定，安裝后定位器與定位線夾配合就使誤差加大。在現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備時(shí)是發(fā)現(xiàn)間隙大小不一，是隨機(jī)的，定位線夾與定位器間隙見圖5。同樣我們對(duì)照檢查采用德國(guó)進(jìn)口定位器、定位線夾，其間隙很小并且基本一致，可見進(jìn)口零件是十分精密的，國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口零件的區(qū)別是明顯的。由于存在過大間隙，當(dāng)機(jī)車受電弓通過時(shí)，使接觸線產(chǎn)生上下振動(dòng)，特別在高速運(yùn)行狀態(tài)下，接觸線的振動(dòng)頻率高、振幅大，與接觸線相連的定位線夾帶動(dòng)定位器也隨之上下振動(dòng)，使得定位線夾不能通過線夾頂面或定位銷釘直接作用在定位器上，而是首先通過U型銷傳遞給定位器，因此在定位銷釘和U型銷內(nèi)側(cè)產(chǎn)生擠壓和摩擦，由于鋼材質(zhì)的定位銷釘硬度遠(yuǎn)大于銅材質(zhì)的U型銷，造成U型銷磨損。

除上述隱患外，還存在一個(gè)隱患就是由于U型銷插入有環(huán)線夾夾板開孔處內(nèi)側(cè)，對(duì)U型銷自然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)剪切力和彎曲力，長(zhǎng)期就會(huì)造成U型銷內(nèi)環(huán)磨損嚴(yán)重，定位銷釘從中脫出。

上述分析可見，即便是在正確安裝的情況下，在車流密度大或較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下，U型銷受到高頻次的反復(fù)擠壓、磨損和剪切彎曲，一是易造成U型銷磨損嚴(yán)重，使其卡不住定位銷釘，使定位銷釘抽脫；二是U型銷受到長(zhǎng)期的剪切力和彎曲力矩的作用，易造成U型銷折斷，定位銷釘抽脫，上述兩種狀況的發(fā)生均可使定位器脫落，導(dǎo)致弓網(wǎng)故障。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)定位線夾的U型銷檢查情況，定位線夾頂面和定位銷釘?shù)酌鏇]有間隙或有微小的間隙（包括定位銷釘?shù)酌婧投ㄎ痪€夾間的微小間隙），U型銷就基本沒有磨損。間隙較大則有的磨損輕微，有的磨損嚴(yán)重；分析認(rèn)為其磨損程度及受到剪切彎曲的疲勞程度除和該處定位器振動(dòng)的頻次、振幅有關(guān)外，與該處定位器振動(dòng)時(shí)承擔(dān)的接觸導(dǎo)線負(fù)載大小、定位器本身的質(zhì)量大小有關(guān)，承擔(dān)的接觸導(dǎo)線負(fù)載越大、定位器質(zhì)量越大，U型銷磨損程度及受到剪切彎曲的疲勞程度就越嚴(yán)重。

圖5 定位線夾與定位器間隙

2.3 在高鐵接觸網(wǎng)定位線夾安裝方面

對(duì)照安裝手冊(cè)，雖然高鐵接觸網(wǎng)定位線夾安裝均提供了較詳細(xì)的說明，但是還存在沒有列出的注意事項(xiàng)，造成安裝中出現(xiàn)了問題。

（1）第2種定位線夾由于安裝施工中沒有將定位線夾與定位銷釘正確組裝，在兩者配合公差非常小的情況下用力旋扭插入，定位銷釘雖然未入卡槽但仍然能夠連接在一起沒有滑出并在線運(yùn)行，埋下安全隱患，運(yùn)行中長(zhǎng)期高頻振動(dòng)，導(dǎo)致定位器脫落。

（2）第1種定位線夾，如果安裝施工中不正確，就會(huì)造成以下問題：

一是由于施工單位在線夾安裝過程中，未按照工藝標(biāo)準(zhǔn)安裝U型銷，造成局部受力，經(jīng)過長(zhǎng)期振動(dòng)，磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致定位器本體從定位線夾處脫出。二是U型銷安裝不到位，長(zhǎng)期運(yùn)行嚴(yán)重磨損、擠壓、斷裂，造成線夾脫落；三是安裝定位線夾無環(huán)夾板牙型未卡入定位器固定銷凹槽，造成脫落。

（3）螺栓防松方面，一般是在螺母?jìng)?cè)加裝了防松止動(dòng)墊片，螺桿側(cè)沒有加裝，造成在長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，螺桿側(cè)松動(dòng)，造成線夾脫出。

2.4 在高鐵接觸網(wǎng)驗(yàn)收方面

對(duì)照招標(biāo)書的技術(shù)條件，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于高鐵接觸網(wǎng)零部件采用招投標(biāo)方式，業(yè)主招標(biāo)時(shí)采用TB、OCS2、OCS3等標(biāo)準(zhǔn)，沒有定位銷釘長(zhǎng)度規(guī)定，入廠驗(yàn)收只能確定符合技術(shù)條件要求，沒法發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的其他質(zhì)量問題。

在高鐵接觸網(wǎng)靜態(tài)驗(yàn)收過程中，由于對(duì)定位線夾研究認(rèn)知不到位、經(jīng)驗(yàn)不足，只是根據(jù)安裝手冊(cè)進(jìn)行驗(yàn)收，使得安裝中的隱蔽缺陷沒有得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

2.5 在高鐵接觸網(wǎng)檢修方面

經(jīng)過對(duì)照供電段、維修管理段、鐵路局發(fā)布的作業(yè)指導(dǎo)書、原鐵道部發(fā)布的接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程，沒有檢查定位線夾與定位器間隙、U型銷磨損和損傷、定位線夾與定位器連接狀態(tài)、螺桿防松等檢查內(nèi)容，加上缺乏有效的檢查手段，在檢修指導(dǎo)書中沒有明確應(yīng)如何檢查，造成日常檢查沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患。

綜合上述，定位器脫落的原因除安裝不正確外，還有鐵標(biāo)零件尺寸標(biāo)注不嚴(yán)密、零件制造誤差大、鋼銅互磨、螺栓防松措施不正確、驗(yàn)收和檢修中不及時(shí)發(fā)現(xiàn)等。

3 措施與建議

（1）維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)肅性。鐵標(biāo)是鐵路的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，雖然是推薦標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于行業(yè)內(nèi)具有很高的權(quán)威性，對(duì)于接觸網(wǎng)零件標(biāo)準(zhǔn)，要找出影響運(yùn)行品質(zhì)的關(guān)鍵，在零件圖上標(biāo)注出來；在后續(xù)出臺(tái)的文件、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件等均應(yīng)與鐵標(biāo)保持一致。

（2）提高接觸網(wǎng)定位線夾的制造精密程度。制造零件時(shí)要明確關(guān)鍵參數(shù)，不能對(duì)于沒有規(guī)定的技術(shù)參數(shù)自己隨意制定，提高精密程度，避免因?yàn)檎`差大帶來的一些嚴(yán)重后果。安裝及維護(hù)操作手冊(cè)要結(jié)合實(shí)際，進(jìn)一步完善，滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要。

（3）提高安裝質(zhì)量。施工單位要組織好職工安裝業(yè)務(wù)培訓(xùn)，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，克服安裝不到位、野蠻操作等問題，一些定位線夾安裝困難時(shí)必須查明原因。

（4）加強(qiáng)驗(yàn)收工作。無論出廠驗(yàn)收、入庫(kù)認(rèn)證，還是竣工驗(yàn)收，務(wù)必要汲取5起故障中存在的問題，積累經(jīng)驗(yàn)，不要盲目相信和僅限于廠家安裝維護(hù)手冊(cè)內(nèi)容、范圍。

（5）完善檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于定位線夾維護(hù)中的檢查除規(guī)程規(guī)定外，要明確以下標(biāo)準(zhǔn)：第1種定位線夾檢查線夾的有環(huán)夾板應(yīng)處于受壓狀態(tài)；定位線夾與定位器本體間隙不應(yīng)大于5 mm；U型銷不得有裂紋、磨損、損傷及燒傷現(xiàn)象；U型銷應(yīng)從無環(huán)夾板穿向有環(huán)夾板方向，與保持定位器銷釘密貼，U型銷上折角度應(yīng)滿足60° ±10°，防松措施正確。第2種定位線夾檢查線夾本體應(yīng)無裂紋及燒傷；線夾無環(huán)夾板應(yīng)處于受壓狀態(tài)，即有環(huán)夾板安裝在定位器側(cè)，無環(huán)夾板安裝在外側(cè)，定位線夾與定位器本體間隙不得大于5 mm。

（6）補(bǔ)強(qiáng)防松措施。目前防松墊片僅使用在螺母?jìng)?cè)，經(jīng)過試驗(yàn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明是無效的，必須在螺桿側(cè)加裝防松墊片，才能夠起到防松的作用。

（7）加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)。針對(duì)定位銷釘與U型環(huán)間的鋼銅互磨問題，要加強(qiáng)零部件的制造技術(shù)研究，在材質(zhì)方面、制造方面采取措施解決這個(gè)問題。

［1］ TB 2075－2010.電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部件［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社.

［2］ 蔣先國(guó).電氣化鐵道接觸網(wǎng)零部件設(shè)計(jì)與制造［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.

Analysis and Recommendations for High-speed Rail Catenary Positioning Clamp Shedding Problem

YANG Liuyou，SHAO Jianfang，YANG Qinghe
（Beijing Railway Safety Supervision and Management Office in Locomotive＆Car Acceptance Room，Beijing 100860，China）

In this paper，to solve the high-speed railway catenary positioning clamp shedding problem，the“three pairs and three investigations”acceptance method is adopted to analyze the problems existing in design，manufacture，installation，inspection，maintenance，and other aspects，and the corresponding measures and recommendations are proposed.

catenary；positioning clamp；shedding；analysis

U228.2＋6

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.03.35

1008－7842（2014）03－0141－04

3—）男，工程師（

2013－12－16）