葛鐵軍

城軌交通柔性接觸網(wǎng)接觸線局部更換研究

葛鐵軍

以深圳地鐵1號(hào)線柔性接觸網(wǎng)為例，介紹城市軌道交通柔性簡單鏈形懸掛接觸線局部更換標(biāo)準(zhǔn)、方案、施工工藝，有效地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為同行業(yè)接觸線局部更換提供參考和技術(shù)支持。

城市軌道交通；柔性接觸網(wǎng)；局部更換

0 引言

城市軌道交通架空接觸網(wǎng)有柔性接觸網(wǎng)、剛性接觸網(wǎng)，柔性接觸網(wǎng)有簡單鏈形懸掛和簡單彈性懸掛兩種懸掛方式。簡單鏈形懸掛主要有雙承雙導(dǎo)、單承雙導(dǎo)2種方式，正常情況下接觸線、承力索都承受12kN張力。

深圳地鐵1號(hào)線正線接觸網(wǎng)采用單承雙導(dǎo)柔性簡單鏈形懸掛，其中一期工程使用法國TLM進(jìn)口CTA120接觸線，線徑13.2mm；二期工程使用國產(chǎn)CTA120接觸線，線徑12.9mm。深圳地鐵1號(hào)線運(yùn)行至今已10年，其中一期工程世界之窗上行A 端接觸線在開通初期因被人防門夾傷，導(dǎo)致受電弓經(jīng)過時(shí)接觸線機(jī)械磨耗、電氣磨耗加劇，最小殘余直徑至今為10.35mm ，磨耗百分比18.112%；二期工程固戍—后瑞下行供電臂因電客車故障短路跳閘，造成接觸線嚴(yán)重?zé)龘p，最小殘余直徑為10.58mm， 磨耗百分比13.3%。

以上設(shè)備缺陷出現(xiàn)后，接觸網(wǎng)專業(yè)及時(shí)對(duì)受損接觸線進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，但鑒于短路高溫及長期的放電拉弧，接觸線材料晶體微結(jié)構(gòu)的變化，必將導(dǎo)致接觸線強(qiáng)度急劇下降。同時(shí)因接觸線本身截面減小，在長期動(dòng)態(tài)運(yùn)行下存在斷線塌網(wǎng)的安全隱患，為此，深圳地鐵對(duì)世界之窗上行A端和固戍—后瑞下行區(qū)間損傷接觸線進(jìn)行局部更換。

1 接觸線檢修標(biāo)準(zhǔn)

深圳地鐵參考鐵運(yùn)[2007]69號(hào)《接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程》，同時(shí)考慮國鐵接觸網(wǎng)跨距大、電壓大、電流小，城市軌道交通接觸網(wǎng)跨距小、電壓小、電流大的特點(diǎn)，制定了接觸線檢修標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 CTA120接觸線檢修標(biāo)準(zhǔn)一覽表

同一跨距內(nèi)接觸線單線不得有2個(gè)接頭，且兩接頭間距不得小于10m， 接觸線接頭距定位點(diǎn)不得小于2m，雙接觸線的兩接頭錯(cuò)開1m安裝；在同一錨段內(nèi)接觸線接頭和補(bǔ)強(qiáng)的總數(shù)均不得超過下列規(guī)定（不包括分段、下錨接頭）：

（1）錨段長度在800m及以下時(shí)，接觸線單線接頭最多為4個(gè)。

（2）錨段長度超過800m時(shí)，接觸線單線接頭最多為8個(gè)。

2 局部換線方案及工藝

2.1 接觸線接頭線夾選型

為保證新接觸線與舊接觸線連接處的耐受張力和受電弓平穩(wěn)通過，經(jīng)過比選局部換線選用天澤接觸線接頭線夾。

該接頭線夾的特點(diǎn)如下：

（1）兩接觸線斷面相連位置安裝在線夾中間，由于線夾下表面獨(dú)特的弧形（從兩側(cè)至中間下移），保護(hù)接觸線斷面不與受電弓相磨。

（2）線夾螺栓緊固力矩為65N·m，線夾咬合齒完全入槽，咬合力可達(dá)46kN。

（3）兩接觸線對(duì)接后，為減小該處線夾帶來的集中負(fù)荷，在線夾正上方安裝吊弦。

2.2 局部換線技術(shù)要求

局部換線技術(shù)要求如下：

（1）用接觸線液壓整直器將新線壓直，消除接觸線內(nèi)應(yīng)力。

（2）使用50-150自動(dòng)萬能卡線器時(shí)，應(yīng)做好防滑防脫措施，且每組卡線器方向應(yīng)一致。

（3）接觸線不得有損傷、扭曲及硬彎，換線過程中嚴(yán)禁掰、折接觸線。

（4）新舊接觸線接頭應(yīng)緊密，用塞尺測量接口端縫隙不得超過1mm。

（5）接觸線接頭表面要平滑過渡，不得出現(xiàn)碰弓及硬點(diǎn)，并注入一層導(dǎo)電油脂，必要時(shí)用平銼打磨平整。

（6）天澤接觸線接頭線夾安裝方式正確，螺桿應(yīng)從內(nèi)向外交替緊固，緊固力矩65N·m。

（7）作業(yè)結(jié)束前，應(yīng)確認(rèn)天澤接觸線接頭線夾處接觸線全部入槽，且接觸線下表面平齊。同時(shí)全面檢查并調(diào)整施工影響范圍內(nèi)接觸懸掛的技術(shù)狀態(tài)，確認(rèn)符合要求后，方可送電開通。

2.3 局部換線方案

方案一。該方案局部更換接觸線長度約20m。

世界之窗上行A端和固戍—后瑞下行區(qū)間接觸線損傷長度大于30mm， 以后者為例，利用天澤接觸線接頭線夾做接頭，對(duì)受損接觸線進(jìn)行局部更換，長約20m。具體換線步驟如下：

步驟1：接觸線燒傷點(diǎn)為RC20定位往羅湖方向1m 處。換線前，為確保換線前后接觸線導(dǎo)高、拉出值一致，測量局部換線區(qū)段及兩側(cè)各2跨接觸懸掛的技術(shù)參數(shù)，即測量RC18～RC21間定位及吊弦處導(dǎo)高、拉出值并做好記錄。

步驟2：測量局部換線長度及截?cái)帱c(diǎn)位置，并用記號(hào)筆在截?cái)帱c(diǎn)位置做好標(biāo)記：截?cái)帱c(diǎn)位置分別為RC20定位機(jī)場東側(cè)（深圳地鐵1號(hào)線兩終點(diǎn)站分別為羅湖站、機(jī)場東站，且同一錨段羅湖側(cè)定位起錨）第1根吊弦往羅湖方向300mm處和RC19機(jī)場東側(cè)第1根吊弦往羅湖方向300mm處，如圖1所示。

圖1 局部換線兩截?cái)帱c(diǎn)位置圖

需要注意：為確保測量精度，必須使用鋼卷尺進(jìn)行測量，且測量過程中采用綁扎和人托的方法避免卷尺松弛造成測量誤差。

步驟3：由于該方案局部換線長度不長，為確保新、舊線長度一致，換線前到現(xiàn)場測量需更換接觸線的長度，并在兩截?cái)帱c(diǎn)處做好標(biāo)記，測量誤差保證在±3mm 內(nèi)。然后在車輛段提前預(yù)制一段比測量數(shù)據(jù)長500mm 的新線，并在截?cái)帱c(diǎn)做好標(biāo)記（在新線持續(xù)15min承受12kN 張力情況下進(jìn)行測量）。

需要注意：在庫房截取1根比需求長度稍長的新接觸線，在接觸線中串入拉力計(jì)，并在接觸線兩端連接緊線器和手扳葫蘆使接觸線承受12kN張力。在接觸線拉直15min 后，截取一段比步驟2中測量數(shù)據(jù)長500mm 的接觸線，并在截?cái)帱c(diǎn)處做好標(biāo)記。由于接觸線其自身應(yīng)力在不承受外界張力情況下呈彎曲狀態(tài)，為便于現(xiàn)場新線與舊線連接，提前用接觸線液壓整直器對(duì)距新線兩斷面各1000mm 范圍內(nèi)接觸線進(jìn)行內(nèi)部應(yīng)力消除處理，并對(duì)斷面進(jìn)行打磨，保證斷面與接觸線中軸線垂直無毛刺。

步驟4：拆除RC18～RC21接觸線上所有線夾（含吊弦線夾、電連接線夾、定位線夾），同時(shí)為避免相鄰不需更換的接觸線因弛度過大對(duì)換線作業(yè)造成影響，在該段吊弦、定位處對(duì)不需更換的接觸線安裝單吊弦或鐵線與承力索進(jìn)行固定，定位管用Φ3.0鐵線綁扎固定在腕臂上。

步驟5：在舊線兩截?cái)帱c(diǎn)兩側(cè)適當(dāng)位置分別用50-150自動(dòng)萬能卡線器+防滑線夾+拉力繩+1.5T手扳葫蘆（簡稱：卸載工具，下同）對(duì)接觸線進(jìn)行卸載（萬能卡線器安裝位置以距截?cái)帱c(diǎn)1m位置為宜，詳見圖2），為避免手扳葫蘆出現(xiàn)超拉現(xiàn)象，卸載時(shí)手扳葫蘆受力即可。然后用接觸線液壓切割機(jī)對(duì)2個(gè)截?cái)帱c(diǎn)進(jìn)行垂直往上切割，并用銼刀和砂紙去除斷面毛刺，確保斷面平齊。

圖2 舊線卸載示意圖

液壓切割機(jī)使用時(shí)需注意方向，保證兩截?cái)帱c(diǎn)靠下錨側(cè)斷面平齊。

步驟6：根據(jù)接觸線接頭線夾安裝要求，首先用接頭線夾將第1個(gè)截?cái)帱c(diǎn)新線與既有線連接做接頭（無張力做接頭），然后在新線另一側(cè)適當(dāng)位置與既有線裝好卸載工具使新線受力，最后用手將新線從第1個(gè)截?cái)帱c(diǎn)開始向第2個(gè)截?cái)帱c(diǎn)方向一直順摸過去，確保新線不扭轉(zhuǎn)并制作完成第二個(gè)接頭，見圖3所示。

步驟7：新線與既有線連接后，將卸載裝置拆除，并在原位置重新恢復(fù)安裝RC18～RC21間所有線夾。為消除接觸線接頭線夾自身重量造成的集中負(fù)荷而影響接觸線彈性，通過接頭線夾上方連接孔制作一雙環(huán)節(jié)吊弦，見圖4。

圖3 換線示意圖

步驟8：全面檢查并調(diào)整施工影響范圍內(nèi)接觸懸掛的技術(shù)狀態(tài)。

圖4 接觸線接頭線夾現(xiàn)場安裝照片

（2）方案二。該方案局部更換接觸線約100m。

具體換線步驟如下：

步驟1：首先確定需局部更換接觸線的兩截?cái)帱c(diǎn)位置并用記號(hào)筆做好標(biāo)記：截?cái)帱c(diǎn)位置分別為LC65定位機(jī)場東側(cè)第1根吊弦往羅湖方向300mm處和LC59羅湖側(cè)第1根吊弦往羅湖方向300mm處，如圖5所示。

圖5 舊線截?cái)帱c(diǎn)位置及卸載工具安裝圖

步驟2：拆除LC58～LC66接觸線上所有線夾（含吊弦線夾、電連接線夾、定位線夾），同時(shí)為避免相鄰不需更換的接觸線因弛度過大對(duì)換線作業(yè)造成影響，在該段吊弦、定位處對(duì)不需更換的接觸線安裝單吊弦或鐵線與承力索進(jìn)行固定，定位管用Φ3.0鐵線綁扎固定在腕臂上。

步驟3：利用放線工程車不帶張力架設(shè)一段新接觸線（新線一端先用鋼線卡子并聯(lián)固定在舊線上，并在每根腕臂上安裝放線滑輪，用于新線架設(shè)），待新線架設(shè)至比需換線長度長6m左右時(shí)將新線截?cái)?，最后在新線兩端用卡線器、拉力繩、手扳葫蘆并接在舊線上，并串入一個(gè)拉力計(jì)，同時(shí)盡量使需局部更換的舊線中心點(diǎn)與新線中心點(diǎn)重合。

步驟4：接觸線正常承受12kN 張力，為確保局部換線作業(yè)時(shí)新線與舊線等長，待拉力計(jì)張力顯示為6kN 時(shí)，說明舊線與新線張力相同，此時(shí)對(duì)應(yīng)于舊線截?cái)帱c(diǎn)在新線做好標(biāo)記。按標(biāo)記位置將新線截?cái)?，去除多余部分，并?duì)斷面進(jìn)行打磨去毛刺處理，詳見圖6。

圖6 舊線卸載示意圖

步驟5：在舊線兩截?cái)帱c(diǎn)兩側(cè)適當(dāng)位置分別安裝卸載工具對(duì)接觸線進(jìn)行卸載，然后用接觸線液壓切割機(jī)對(duì)2個(gè)截?cái)帱c(diǎn)進(jìn)行垂直往上切割，并用銼刀和砂紙去除斷面毛刺，確保斷面平齊。

步驟6：根據(jù)接觸線接頭線夾安裝要求，首先用接頭線夾將第1個(gè)截?cái)帱c(diǎn)新線與既有線連接做接頭（無張力做接頭），然后在新線另一側(cè)適當(dāng)位置與既有線裝好卸載工具使新線受力，最后用手將新線從第1個(gè)截?cái)帱c(diǎn)開始向第2個(gè)截?cái)帱c(diǎn)方向一直順摸過去，確保新線不扭轉(zhuǎn)并制作完成第2個(gè)接頭，詳見圖7。

圖7 新線連接示意圖

步驟7：拆除卸載裝置，并恢復(fù)安裝LC58～LC66間所有線夾。在接頭線夾上方連接孔制作一雙環(huán)節(jié)吊弦，最后檢查接頭線夾入槽情況、緊固力矩、導(dǎo)高拉出值等技術(shù)參數(shù)，并對(duì)接頭線夾做好防松標(biāo)記。

3 結(jié)論

接觸線的質(zhì)量直接影響弓網(wǎng)關(guān)系和電客車運(yùn)行安全，深圳地鐵1號(hào)線運(yùn)行至今已10年，在這10年里及今后因電客車受電弓短路故障、碳滑板磨耗不均、接觸線硬點(diǎn)、接觸線彈性不均及正常弓網(wǎng)摩擦均會(huì)逐步加劇接觸線磨耗，降低接觸線的載流能力和機(jī)械能力。為確保電客車運(yùn)行安全，對(duì)磨耗嚴(yán)重的接觸線采取更換措施。在大修初期采取整錨段換線成本高且施工難度大，采取局部換線是優(yōu)中之選。方案1具有換線長度易控制、操作流程簡單、風(fēng)險(xiǎn)小、耗時(shí)短的優(yōu)點(diǎn)，方案2較方案1換線長度不易控制、設(shè)備涉及范圍大、耗時(shí)較長，但適用于磨耗范圍大區(qū)段，可大大減少接觸線接頭線夾在線數(shù)量，降低接觸線接頭線夾松脫的安全隱患。

[1]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，2002.

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

Taking the flexible overhead contact system of Line 1 of Shenzhen Metro as an example, the paper introduces standards, schemes and construction process for partial replacement of contact wire of overhead contact system with catenary suspension for urban mass transit, summarizes effectively the experiences which provide the reference and technical support for partial replacement of contact wire of overhead contact system.

Urban mass transit; flexible overhead contact system; partial replacement

U225.4+1

：B

：1007-936X(2015)04-0007-04

2014-11-27

葛鐵軍.深圳地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營總部，工程師，電話：13420926478。