白曉明(廣深鐵路股份有限公司廣州供電段 廣東 廣州 510030)

引言:定位器是一種為了使電力機(jī)車或動車組受電弓滑板在運(yùn)行中與接觸線始終良好地接觸取流，通過定位線夾把接觸線按受電弓的運(yùn)行要求進(jìn)行定位的部件，是電氣化鐵道接觸網(wǎng)上的關(guān)鍵零部件。在電力機(jī)車或動車組的運(yùn)行過程中，一旦定位器由于磨損嚴(yán)重發(fā)生斷裂，則必將會侵入電力機(jī)車或動車組受電弓的動態(tài)包絡(luò)線范圍內(nèi)，輕則造成打弓，重則將引起塌網(wǎng)、斷線等嚴(yán)重的弓網(wǎng)事故。

1 原因分析

1．1外觀及數(shù)據(jù)分析。根據(jù)現(xiàn)場全面檢查發(fā)現(xiàn)的情況，定位器主要的磨損部位在尾鉤與定位器底座的鉸接處，嚴(yán)重處甚至已發(fā)生相互嵌入的情況。

同時，對23處出現(xiàn)定位器尾鉤與定位器底座相磨的地點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)的定位器磨損情況為正定位共20處，占比87%，反定位3處，占比13%。隧道內(nèi)18處，占比78．3%，隧道外5處，占比21．7%。

因此，綜合上述可以得出，此次定位器磨定位器底座的主要發(fā)生地點(diǎn)為隧道內(nèi)直線正定位。

1．2 受力分析。

(1)武廣高鐵接觸網(wǎng)懸掛設(shè)計參數(shù)。接觸線高度為5300mm，正定位及相鄰兩根支柱的拉出值均為300mm，跨距L1=50m、L2=50m，接觸線所受張力Tj=30000N。

(2)受力計算。定位器受力狀態(tài)分析圖及定位器所受的“之”字力分別見圖1。

如圖1所示，B點(diǎn)拉力P為

P=Tj*sinθ1+Tj*sinθ2(1)

又應(yīng)為 θ1 及 θ2 一般都比較小，所有近似有 sinθ1≈tanθ1，sinθ2≈tanθ2，故有

P=Tj*(sinθ1+sinθ2)

=Tj* ［(a－a1)/(L1*1000)+(a－a2)/(L2*1000)(2)

從而可得P=720N

而定位處的垂直分力均一致，因此僅比較水平拉力即可。在出現(xiàn)問題的10處隧道直線正定位中，僅有3處超標(biāo)，由此可見，拉力過大不是導(dǎo)致此次磨損的主要原因。

1．3隧道因素分析。

(1)隧道風(fēng)影響。定位器在接觸網(wǎng)上除受到恒定載荷以外，還受到交變載荷的影響。定位器在接觸網(wǎng)上2方面的交變載荷影響，一是受電弓抬升接觸網(wǎng)引起的振動，二是接觸網(wǎng)受風(fēng)的作用引起的振動。高速鐵路在隧道內(nèi)列車風(fēng)速大，行車密度高，在列車風(fēng)載荷的作用下，接觸網(wǎng)系統(tǒng)會隨之產(chǎn)生頻繁往復(fù)的振動，主要表現(xiàn)為以沿著隧道縱向的前后擺動為主，左右擺動和扭轉(zhuǎn)為輔的振動效應(yīng)［2］。

綜上，在動車組受電弓通過定位點(diǎn)時會引起幅度較大的振動，而在接觸網(wǎng)活動的部分，長期的振動會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞和磨損等現(xiàn)象，這在與接觸線相連的定位器和相應(yīng)的定位器底座上，則表現(xiàn)的尤為明顯。

(2)隧道潮濕影響。隧道內(nèi)長期陰暗潮濕，在這種環(huán)境下，由于往往有雜質(zhì)存在于金屬構(gòu)件中，或者構(gòu)成組分存在著較大差，因此在隧道內(nèi)的設(shè)備金屬表面容易形成不同類型的腐蝕電池［4］。因此，在隧道內(nèi)容易發(fā)生金屬的化學(xué)腐蝕，進(jìn)而金屬的性能和強(qiáng)度降低，使得隧道內(nèi)的定位器及定位器底座機(jī)械性能下降，導(dǎo)致磨損加劇。

綜上所述，定位器尾鉤與底座磨損的主要原因?yàn)?

1)隧道內(nèi)高速列車通過時，由于列車帶來的活塞風(fēng)效應(yīng)，使得與列車較近的定位裝置發(fā)生劇烈振動，引起隧道內(nèi)接觸網(wǎng)系統(tǒng)振動。

2)相比于其他線路，武廣高鐵線索張力較大，接觸線為30kN，這使得即使在拉出值很小的情況下，定位器所受拉力也較大，這是發(fā)生磨損的前提。

3)隧道內(nèi)正定位相比于反定位，其上下活動范圍小，反定位可以隨著定位裝置的整體上下振動釋放部分力，但正定位因其尾部固定在定位管旋轉(zhuǎn)雙耳側(cè)，無法隨著定位管上下擺動以減弱接觸網(wǎng)波動帶來的局部相對位移，造成定位器尾鉤頻繁繞著底座旋轉(zhuǎn)，從而磨損較多。

2 防治對策

2．1加強(qiáng)檢修及檢測。根據(jù)上述分析，可知隧道內(nèi)直線正定位是較為容易磨損的設(shè)備，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)該區(qū)段、該設(shè)備的檢修力度，設(shè)備管理部門應(yīng)當(dāng)結(jié)合各管內(nèi)設(shè)備的特點(diǎn)，合理地調(diào)整檢修的周期和檢修的手段，加強(qiáng)設(shè)備的檢修力度。同時，利用好6C檢測手段，加大對該區(qū)段設(shè)備的檢測、分析力度。做到提前預(yù)防、防患于未然。

2．2合理調(diào)整拉出值。

根據(jù)(2)式可知，在跨距及線索張力不變的情況下，當(dāng)拉出值減少時，定位器所受到的張力也會減少，故在同樣的振動下，相應(yīng)的磨損也會減少。因此，在條件允許的前提下，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)小拉出值，減少此處定位器所受到的拉力。

3 結(jié)束語

定位器對于電氣化鐵道正常運(yùn)營的重要性不言而喻，而隧道內(nèi)的定位器由于受到隧道特殊的結(jié)構(gòu)及環(huán)境影響，更加應(yīng)當(dāng)受到供電設(shè)備管理單位的重視，并通過相應(yīng)的手段及方法維護(hù)好其內(nèi)的設(shè)備，從而更加有力地保障電氣化鐵路的良好運(yùn)營。