王傳奇

摘 要： 隨著地鐵等電氣鐵道列車的運(yùn)行速度逐步提高，車廂與鐵路之間不斷發(fā)生接觸摩擦，不僅使得機(jī)車設(shè)備造成了損失，而且還影響人們的正常出行。文章通過對(duì)于接觸線磨耗問題的分析，并對(duì)造成問題的主要原因進(jìn)行研究，針對(duì)問題提出相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：地鐵 接觸線 磨耗問題

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0319-01

前言

地鐵接觸線磨耗問題實(shí)際上主要是由于地鐵運(yùn)行速度不斷加快，使得運(yùn)行系統(tǒng)由于振動(dòng)而產(chǎn)生的接觸不良的情況。在實(shí)際運(yùn)行過程中，地鐵等鐵路運(yùn)行出現(xiàn)的這種情況嚴(yán)重影響居民的正常出行。在總結(jié)有關(guān)大連地鐵運(yùn)營的相關(guān)案例的基礎(chǔ)上，對(duì)于地鐵運(yùn)營過程中出現(xiàn)的接觸線磨損情況進(jìn)行分析探討。

一、接觸線

接觸線是指受電弓即沿其行走的預(yù)張力線，由于剛性接觸網(wǎng)的接觸線在匯流排的作用下，幾乎沒有張力，更不能發(fā)揮原有的作用。因此，接觸線磨損問題主要是由于被滑過的受電弓而造成的問題，除此之外，用于受電弓與接觸線記性接觸的材料也對(duì)接觸線的磨耗情況有影響。一般來說，使用銅接觸線與碳滑板會(huì)使得磨損比例下降，并且實(shí)現(xiàn)磨損率的最低點(diǎn)，而使用鋼與銅滑板進(jìn)行組合使用則會(huì)導(dǎo)致極高的磨損率。同時(shí)由于磨損而造成接觸線的接觸面積減小，通過的使載流量也在減小，最終導(dǎo)致導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度下降。通過對(duì)于接觸線磨損案例進(jìn)行總結(jié)可以知道，在磨損最嚴(yán)重的的接觸導(dǎo)線處測(cè)量的橫截面積是對(duì)于磨損限度進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)。因此，如果接觸線磨損比較均勻，則在實(shí)際的使用過程中壽命比較長(zhǎng)；反之，則會(huì)縮短接觸線的使用壽命。接觸線的基本要求是要架空接觸網(wǎng)和受電弓之間保持良好的相互作用，除此之外接觸線的使用性能還由設(shè)計(jì)、運(yùn)行速度以及精確安裝和充分維護(hù)決定的。

由于電氣化鐵道列車運(yùn)行速度的不斷提高，隨著弓網(wǎng)間接觸力會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生自激振動(dòng)，同時(shí)由于振動(dòng)幅度過大而造成電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線分離，出現(xiàn)離線現(xiàn)象。離線或離線現(xiàn)象對(duì)于電力機(jī)車的牽引供電有嚴(yán)重的影響，不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)車的受流不良，而且還會(huì)造成機(jī)車運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)而加劇接觸網(wǎng)、接觸線與電工滑板之間的磨損情況，產(chǎn)生無線電信號(hào)干擾，對(duì)于機(jī)車電氣設(shè)備來說造成了嚴(yán)重的損壞，甚至引起弓網(wǎng)故障造成列車的停運(yùn)，給人們的正常生活造成嚴(yán)重的影響。

1.接觸網(wǎng)與受電弓的相互壓力

接觸線與受電弓之間的接觸壓力主要是指當(dāng)受電弓與接觸線兩者相對(duì)靜止時(shí)，二者之間產(chǎn)生的接觸力。它主要由兩個(gè)方向上的水平力組成。一是垂直向上的靜態(tài)抬升力，它是由于受電弓與接觸網(wǎng)之間保持相對(duì)靜止而產(chǎn)生的的力。二是水平方向上出現(xiàn)的摩擦力，它主要是由于受電弓與接觸網(wǎng)之間保持相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在水平方向上出現(xiàn)的摩擦力。除此之外，垂直方向上除了存在靜態(tài)抬升力之外還有空氣對(duì)受電弓滑板組合而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力，受電弓弓頭由于上下振動(dòng)而產(chǎn)生的慣性力等。

2.受電弓與接觸網(wǎng)的相互作用

受電弓與接觸網(wǎng)之間的相互作用直接影響最后機(jī)車運(yùn)行的可靠性和供電質(zhì)量。同時(shí)，由于受電弓與接觸網(wǎng)之間的相互作用主要依賴受電弓與接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。因此，在進(jìn)行提前進(jìn)行對(duì)于受電弓與接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)于受電弓與接觸網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)營中的參數(shù)進(jìn)行收集。

機(jī)車運(yùn)行系統(tǒng)即接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)營中，需要依靠連續(xù)的、不中斷的電氣和機(jī)械接觸從而給牽引車輛提供供電，在此過程中要注意接觸線與滑板之間的摩擦程度，避免由于磨損程度過低而引起的嚴(yán)重?fù)p壞的情況。同時(shí)，提供連續(xù)的、不中斷的電流、電氣也就意味著在送電的過程中，不存在電壓驟降而引起的電流、電壓損失。同時(shí)，在此過程中，也需要一直保持機(jī)械接觸。一旦失去機(jī)械基礎(chǔ)，就會(huì)發(fā)生燃弧，同樣一旦接觸壓力過大，就會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)的磨損情況加劇，進(jìn)而降低接觸線的使用壽命。

3.受電弓與接觸網(wǎng)的接觸材料

受電弓作用在接觸線上的接觸壓力、制作受電弓與滑板的材料、滑板的數(shù)量和制作尺寸、通過接觸點(diǎn)的點(diǎn)流量以及其牽引的機(jī)車行車速度、線路所處在的環(huán)境因素或條件等都是制約接觸線和滑板使用壽命的重要因素。一般來說，目前一般使用純銅或者銅合金作為制作接觸線和滑板的主要材料。

二、接觸線磨損問題

接觸網(wǎng)上的接觸線的一個(gè)重要的功能就是向電力機(jī)車提供荷載電流，使得電力機(jī)車能夠受電弓處進(jìn)行取流。因此，二者由于長(zhǎng)期通過摩擦取流對(duì)于使得二者都出現(xiàn)不同程度的磨損情況，并且這種磨損情況難以避免。同時(shí)，進(jìn)行非正常摩擦過程中，對(duì)于接觸線和受電弓的正常使用造成嚴(yán)重影響，在這種情況下，弓網(wǎng)上的接觸線的良好與否直接關(guān)系到電力機(jī)車在取流過程中對(duì)于接觸網(wǎng)造成的壓力，與此同時(shí)，其也是造成接觸線磨損的主要源頭。

1.由于受到受電弓不規(guī)則的摩擦而導(dǎo)致接觸線造成非正常情況的磨損。地鐵等電力機(jī)車在通過與軌道的受電弓處摩擦而產(chǎn)生的電流，受電弓的主要成分主要是碳滑條，在于接觸網(wǎng)的摩擦過程中將電網(wǎng)上的電流不斷的提供給地鐵。因此，在正常情況下，受電弓也會(huì)由于接觸網(wǎng)在與軌道接觸時(shí)而造成的機(jī)械磨損情況。但是，一旦出現(xiàn)由于受電弓處由于磨損不規(guī)則而造成的漏電，或者破壞弓網(wǎng)處的正常摩擦，而導(dǎo)致接觸線出現(xiàn)不均勻磨損，甚至可能由于受電弓兩端的凹槽出現(xiàn)偏磨情況，而導(dǎo)致受電弓磨損加劇，從而降低使用壽命。受到電弓滑板以及其他與接觸網(wǎng)相關(guān)的電力設(shè)備的影響，在弓網(wǎng)之間很容易出現(xiàn)離線現(xiàn)象、打火和拉弧情況，變電所的供電質(zhì)量和機(jī)車的受流質(zhì)量都受到影響。

2.由于接觸網(wǎng)中接觸線的材料質(zhì)量不過關(guān)而導(dǎo)致加速摩擦，從而導(dǎo)致接觸線出現(xiàn)磨損情況。在整個(gè)機(jī)車運(yùn)行區(qū)道中，接觸線的制作材料問題也是引起非正常磨損的重要也是關(guān)鍵的因素。由于受電弓需要和接觸網(wǎng)、接觸線進(jìn)行長(zhǎng)期的接觸摩擦，因此在選用接觸線材料之前必須要進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)接觸線的材料需要考慮能夠在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間以及距離范圍內(nèi)進(jìn)行平穩(wěn)的電流運(yùn)輸，并且要保證相當(dāng)長(zhǎng)的區(qū)段內(nèi)的接觸線的材質(zhì)保持一致，以便實(shí)現(xiàn)接觸線與受電弓之間的摩擦平衡。與此同時(shí)，可以選擇較為可靠的接觸線以減小磨耗。由于受電弓與接觸線必須進(jìn)行長(zhǎng)期的摩擦，因此需要選擇在特定的并且較長(zhǎng)的區(qū)段內(nèi)材質(zhì)、質(zhì)量保持一致的材料。

3.由于接觸網(wǎng)與受電弓的接觸區(qū)域的布置方式存在問題，導(dǎo)致弓網(wǎng)的接觸、引流比較差。在我國國內(nèi)的電力機(jī)車的運(yùn)行過程中，一般是將接觸網(wǎng)進(jìn)行“之”字排布，這主要是為了使得受電弓以某一速度滑過碳滑板時(shí)，碳滑板不同接觸點(diǎn)的磨損情況相同。然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于接觸網(wǎng)的布置方式出現(xiàn)問題，導(dǎo)致碳滑板不同接觸點(diǎn)的磨損情況不一致，在經(jīng)過多次磨損之后碳滑板的磨耗情況不盡相同，容易導(dǎo)致電弓滑板處的中間磨損程度比較低，而兩端的磨損情況比較嚴(yán)重。

結(jié)束語

電力機(jī)車的接觸線的磨耗問題影響到機(jī)車的引流等問題，因此需要相關(guān)有限部門進(jìn)行詳細(xì)研究，探究接觸線與受電弓之間的關(guān)系，并進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整措施，降低接觸線的磨耗情況，延長(zhǎng)其使用壽命。

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