章來勝

（中國鐵路上海局集團有限公司 供電處，上海 200071）

0 引言

自2008年合寧鐵路建成開通以來，中國鐵路上海局集團有限公司（簡稱上海局集團公司）目前已有20條高速鐵路相繼開通運營。高速鐵路接觸網(wǎng)運行一段時間后，其運行品質下降，需要通過檢測動態(tài)條件下的接觸網(wǎng)參數(shù)，測量靜態(tài)條件下的接觸網(wǎng)幾何位置，檢驗零部件質量狀態(tài)，再依據(jù)檢測檢驗結果，全面調整接觸網(wǎng)靜態(tài)幾何參數(shù)、更換失效或接近預期壽命的零部件和設備，開展精測精修，以恢復接觸網(wǎng)標準狀態(tài)[1-2]。

1 現(xiàn)狀分析

合寧、沿海、滬寧城際鐵路相繼于2008、2009、2010年開通運營，運營時間均超過7年，累計通過弓架達50萬次以上[3]。

（1）設備故障多發(fā)。開通運營以來，合寧、沿海、滬寧城際鐵路分別發(fā)生吊弦斷裂（含斷絲斷股）53處、1521處、281處；合寧鐵路發(fā)生107處定位管吊線壓接環(huán)斷裂（含裂紋）、BB公司12/07批次41套定位線夾斷裂；滬寧城際鐵路隔離開關及遠動缺陷397處。

（2）動檢超限遞增。2017年，高速綜合檢測列車對3條鐵路檢測近百次，通過對接觸網(wǎng)平順性及弓網(wǎng)受流性能超限參數(shù)分析[4]，合寧鐵路缺陷集中在接觸線高度超限、一跨內(nèi)接觸線高差超限及弓網(wǎng)接觸壓力超限3類，其中接觸線高度累計超限2364處，占比65.09%，一跨內(nèi)接觸線高差累計超限416處，占比11.45%，弓網(wǎng)接觸壓力累計超限852處，占比23.45%，2013—2017年縱向對比動態(tài)檢測缺陷呈逐年上升趨勢。滬寧城際鐵路接觸線高度累計超限135處，占比16.83%，一跨內(nèi)接觸線高差累計超限563處，占比70.20%，弓網(wǎng)接觸壓力累計超限104處，占比12.97%。通過對超限數(shù)據(jù)對比，滬寧城際鐵路平順性百公里超限數(shù)量每年均高于其他線別，反映其接觸網(wǎng)平順性及受流性能有所欠缺，接觸網(wǎng)運行質量不高[5]。

基于上述分析，結合設備日常運行情況及供電設備服役狀態(tài)預評估，初步確定在合寧、沿海、滬寧城際鐵路選取454條公里接觸網(wǎng)設備病害集中區(qū)段開展精測精修[1]。

2 精準檢測

（1）靜態(tài)數(shù)據(jù)檢測。利用接觸網(wǎng)激光測量儀、非接觸式檢測車等工具，采集精測區(qū)段9080處定位點接觸網(wǎng)靜態(tài)幾何參數(shù)，主要包含接觸線高度、高差、拉出值、接觸線磨耗、定位器坡度、接觸線相互位置（錨段關節(jié)、線岔、分相關節(jié)）等[6-7]。

（2）動態(tài)數(shù)據(jù)檢測。收集精測區(qū)段接觸網(wǎng)弓網(wǎng)動態(tài)檢測參數(shù)，包含弓網(wǎng)動態(tài)接觸力、受電弓弓頭垂直加速度（硬點）、動態(tài)接觸線高度、動態(tài)拉出值、離線等[8]。

（3）零部件質量檢驗。為判斷接觸網(wǎng)零部件性能是否下降、狀態(tài)是否劣化，殘余壽命能否在下個周期內(nèi)安全運行，對彈性吊索線夾、定位環(huán)、錨支定位卡子、接觸線中心錨結線夾等24項零部件，選取關節(jié)、分相以及出現(xiàn)過舞動現(xiàn)象的位置，對零部件進行更換，將拆換下來的零部件送至專業(yè)檢驗機構進行檢測[1，9]。

3 精細分析

（1）接觸網(wǎng)靜態(tài)參數(shù)分析。通過對測量數(shù)據(jù)與設計值進行對比，根據(jù)《高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)程》規(guī)定的接觸線拉出值、高度±30 mm的標準值誤差范圍，定位點拉出值處于安全狀態(tài)的4358處占比為48%，處于缺陷狀態(tài)的4722處占比為52%；定位點導高處于安全狀態(tài)的占比為55%，處于缺陷狀態(tài)的占比為45%。沿海鐵路典型區(qū)段非接觸靜態(tài)檢測導高波形、拉出值波形分別見圖1、圖2，紅線為標準閾值，從波形圖可以看出接觸線位置、拉出值非標準狀態(tài)處所較多，從而影響弓網(wǎng)運行品質[10-11]。

圖1 沿海鐵路典型區(qū)段非接觸靜態(tài)檢測導高波形

圖2 沿海鐵路典型區(qū)段非接觸靜態(tài)檢測拉出值波形

圖3 合寧鐵路關節(jié)處導高超限動態(tài)檢測波形

（2）接觸網(wǎng)動態(tài)參數(shù)分析。合寧鐵路精測區(qū)段有接觸線動態(tài)抬升量超限、弓網(wǎng)接觸壓力超限，超限點主要集中在五跨關節(jié)工作支與非工作支轉換處、六跨分相等高點位置，以及接觸線高度不平順位置，部分處所產(chǎn)生火花，影響弓網(wǎng)運行穩(wěn)定[4，11]。合寧鐵路關節(jié)處導高超限動態(tài)檢測波形見圖3，硬點超限動態(tài)檢測波形見圖4。

圖4 合寧鐵路硬點超限動態(tài)檢測波形

滬寧城際鐵路精測區(qū)段有接觸線動態(tài)抬升量超限、弓網(wǎng)接觸壓力超限，超限點主要集中在五跨關節(jié)工作支與非工作支轉換處、六跨分相等高點位置，以及接觸線高度不平順位置，部分處所產(chǎn)生火花，影響弓網(wǎng)運行品質。滬寧城際鐵路下行K89+889處接觸力一級缺陷見圖5，下行K21.8六跨分相等高點接觸力超限見圖6，下行K59.05接觸線高度過低見圖7。

圖5 滬寧城際鐵路下行K89+889處接觸力一級缺陷

圖6 滬寧城際鐵路下行K21.8六跨分相等高點接觸力超限

圖7 滬寧城際鐵路下行K59.05接觸線高度過低

（3）零部件缺陷分析?？傮w可分2類：第1類是零部件運行產(chǎn)生的缺陷，主要在運行過程中產(chǎn)生的振動或設備參數(shù)變化而造成的問題，如定位器電氣連接線、電連接、吊弦、斜拉線、保護線存在斷絲斷股，彈性吊索與其他設備相磨等。第2類是零部件自身缺陷，包含零部件產(chǎn)品質量缺陷、安裝工藝不標準、零部件生銹等問題，個別零部件存在開裂情況，如定位線夾、斜拉線壓接環(huán)；部分零部件存在生銹問題，如線夾、鋼線卡子等。零部件缺陷示例見圖8—圖11。

精測評估結論：接觸懸掛狀態(tài)一般，無危害行車安全的嚴重缺陷，但存在部分定位器電氣連接線、斜拉線、吊弦出現(xiàn)散股、斷股、斷裂情況。存在部分跨距導高差及導高超標，關節(jié)內(nèi)線索間距不足現(xiàn)象。承力索座銅墊片存在缺失情況。部分復合絕緣子存在老化現(xiàn)象，需要進行部分定位器調整，更換部分錨段關節(jié)腕臂并調整線索位置，更換部分吊弦、承力索座及復合絕緣子，對部分非支下錨進行調整及替換鋼線卡子。需對滬寧城際鐵路管內(nèi)隔離開關本體機構箱及遠動箱進行升級更換并調試等[1]。

圖8 12/07批次定位線夾裂紋

圖9 電氣連接線老化

圖10 保護線斷股

圖11 斜拉線壓接環(huán)裂紋

4 精研方案

4.1 整體吊弦優(yōu)化改進

對承力索吊弦線夾本體加厚，以避免操作不當引起的變形；優(yōu)化壓接管壓接方式，由之前的1～2犬牙式壓接優(yōu)化為橢圓環(huán)狀壓接，很大程度上降低了壓接時對線材的損傷，提高了吊弦的使用壽命；優(yōu)化心形護環(huán)，采用新材料，改變傳統(tǒng)結構尺寸，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，具有硬度低、韌性高、不易開裂等特點，提高了心形護環(huán)的耐磨性和耐腐蝕性[5，7]。吊弦壓接方式改進前后對比見圖12。

圖12 吊弦壓接方式改進前后對比

4.2 橋鋼柱底板銹蝕、漏水整治優(yōu)化

沿海鐵路位于沿海地區(qū)，空氣濕度大、含鹽度較高，腐蝕性較強，發(fā)現(xiàn)65處橋鋼柱底板銹蝕，同時存在10處橋鋼柱底板錨栓處漏水現(xiàn)象，通過現(xiàn)場分析判斷漏水縫隙在支柱基座與原始電纜槽道豎墻或底面交界處，并沿錨栓縫隙滲透（見圖13、圖14）。

圖13 箱涵接觸網(wǎng)支柱及基礎底板

圖14 箱涵接觸網(wǎng)基礎底板銹蝕

針對底板漏水的基座，采取防水措施，在基座表面、基座與原始電纜溝結合部位、基座附近電纜溝等位置全部涂抹水性聚氨酯防水膠。針對底板銹蝕的基座，采取除銹防銹措施，除銹完成后在鋼板表面涂刷冷鍍鋅底漆及混凝土色面漆。

4.3 優(yōu)化隧道口附加懸掛下錨安裝方式

沿海鐵路隧道口處部分PW線懸掛點位于AF線下方，線索在豎直平面內(nèi)形成交叉，施工時將肩架焊接延長350 mm，增大AF線與PW線間距，但是風擺時隧外第1根支柱至隧道內(nèi)附加導線懸掛點之間范圍內(nèi)，AF線、PW線動態(tài)絕緣距離不足。

優(yōu)化安裝方式如下：既有隧外PW線與隧內(nèi)PW線采用隧道口對向下錨安裝方式，將隧外PW線改為隧道內(nèi)拱壁終端下錨安裝方式，原隧道口PW線對向下錨裝置改為隧道內(nèi)PW線終端下錨方式，改造后隧外PW線與隧道內(nèi)PW線采用跳線連接。PW線下錨底座采用化學錨栓固定于隧道拱壁。隧道內(nèi)跳線采用地線卡彎沿隧道拱壁固定。隧道外第1根支柱處PW線由柱頂平肩架安裝方式改為支柱田野側安裝方式[5，7]。隧道口線索安裝現(xiàn)狀見圖15。

5 精心實施

5.1 加強組織，穩(wěn)步推進

成立以段長為組長的項目管理機構，全面推進精修各項工作；科學制定周計劃，每周技術科牽頭組織召開推進會，對接各項工作執(zhí)行進度、存在問題、采取針對性措施等工作；提升日計劃兌現(xiàn)率。指定專人負責對接精修天窗計劃，以日計劃為單位，制定日計劃，明確每日工作量、人員、工器具安排，分階段、分批次具體到每一天、每一個細節(jié)，提高計劃兌現(xiàn)率；成立施工作業(yè)組，細化施工組織方案。分解作業(yè)項目，指定專人分工負責，確保施工質量。通過優(yōu)化接觸網(wǎng)作業(yè)車停點、汽車運送地線、作業(yè)車平板上車梯固定措施等方式，使高空作業(yè)人員分工明確，提高了天窗利用率。

圖15 隧道口線索安裝現(xiàn)狀

5.2 管控施工，嚴控質量

（1）多措并舉開展安全教育。根據(jù)施工項目重點、事故案例，化繁為簡編制安全培訓課件，開展施工前安全教育培訓，重點突出事故發(fā)生原因、吸取事故教訓2個方面，并結合專業(yè)明確具體工作要求，納入現(xiàn)場重點檢查項目。

（2）組織施工安全風險研判。以設備安全風險為抓手，按照設備類別，根據(jù)季節(jié)性特點和設備現(xiàn)場外部環(huán)境，與安全管理三要素（人、機、物）有機融合，制定安全風險事件16件，安全風險項點112個；建立防觸電、防車輛傷害重點處所“一處一檔”臺賬 55處，并附現(xiàn)場設備照片，制定相應的技防、人防措施，有效促進了現(xiàn)場作業(yè)安全；根據(jù)研判的安全風險項點，明確具體防范控制措施和風險具體處所及檢查頻次，落實責任認領，并明確到風險認領人[5]。

（3）嚴格安全預想，提前防范安全風險。嚴格落實可視化預想會制度，結合視頻錄音錄像有針對性地進行安全預想，并對整個預想過程進行錄像，大型施工采用分級預想制度。每日作業(yè)安排包保干部現(xiàn)場把關，定期對工區(qū)安全預想會錄像進行抽查，通過抽查及時發(fā)現(xiàn)不足，糾正錯誤，卡控安全風險源頭。

（4）把控作業(yè)過程，落實風險管控。作業(yè)人員牢固樹立安全意識，嚴格執(zhí)行標準化作業(yè)程序，重點對雙命令執(zhí)行、各崗位安全卡控、作業(yè)車分解連掛、多臺作業(yè)車和車梯同時作業(yè)風險、地線接掛拆除、高空作業(yè)、人員及工器具上下道等關鍵環(huán)節(jié)展開風險管控。

（5）落實驗收制度。按照整治項目制定設備驗收標準，嚴格落實互檢、抽驗制度，確保整治一處，同步驗收一處、合格一處。精修工作結束后，供電處組織相關合資公司、設備管理單位依據(jù)有關標準和精修方案對精測精修區(qū)段進行驗收，并形成驗收報告[5]。

（6）做好竣工資料收集存檔。精修工作結束后，將精測精修工作中相關檢測復核數(shù)據(jù)、試驗分析報告、接觸網(wǎng)調整及零部件設備更換記錄等資料進行收集存檔[4]。

6 效果評價

6.1 典型動態(tài)一級缺陷精修效果

（1）拉出值。沿海鐵路K361+358 處拉出值動態(tài)一級缺陷位于曲線區(qū)段的關節(jié)轉換柱處，動態(tài)檢測拉出值為502 mm。經(jīng)過精準維修，該處過渡平滑，平順性改善明顯。整治前后檢測波形對比見圖16。

（2）一跨內(nèi)高差。合寧鐵路下行K357+082 處一跨內(nèi)接觸線高差一級缺陷，經(jīng)過精準維修，接觸線平順性明顯改善。整治前后檢測波形對比見圖17。

（3）弓網(wǎng)接觸力。滬寧城際鐵路下行K58+889 處弓網(wǎng)接觸力一級缺陷，主要由跨內(nèi)吊弦間高差所致。經(jīng)過精準維修，接觸線平順性得到改善，弓網(wǎng)受流性能明顯提升。整治前后檢測波形對比見圖18。

圖16 沿海鐵路下行K361+358 處拉出值檢測波形對比

圖19 精測精修區(qū)段2018年弓網(wǎng)動態(tài)檢測缺陷數(shù)量

圖17 合寧鐵路下行K357+082處一跨內(nèi)接觸線高差檢測波形對比

圖18 滬寧城際鐵路下行K58+889 處弓網(wǎng)接觸力檢測波形對比

圖20 精測精修區(qū)段接觸網(wǎng)靜態(tài)導高波形

圖21 精測精修區(qū)段接觸網(wǎng)靜態(tài)拉出值波形

6.2 總體效果評價

通過開展接觸網(wǎng)設備精測精修工作，全面提升了接觸網(wǎng)設備質量，設備缺陷基本根除，設備品質大幅提升。通過零部件更換、設備維修，從源頭上解決了松、脫、卡、磨、斷、裂和幾何尺寸超標等問題，設備參數(shù)恢復標準值，運行狀態(tài)得到顯著改善。通過對精修區(qū)段接觸網(wǎng)導高、拉出值參數(shù)進行調整，參數(shù)全部滿足標準狀態(tài)，消除了動態(tài)檢測缺陷，有力保障了供電安全和運輸暢通[1]。精測精修區(qū)段2018年弓網(wǎng)動態(tài)檢測缺陷數(shù)量見圖19，精測精修區(qū)段接觸網(wǎng)靜態(tài)導高波形見圖20，精測精修區(qū)段接觸網(wǎng)靜態(tài)拉出值波形見圖21。

7 結束語

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，高鐵接觸網(wǎng)運行維修管理已成為保障高鐵安全運營的重要部分。開展接觸網(wǎng)修程修制改革，探索并實踐接觸網(wǎng)精測精修，可為鐵路供電系統(tǒng)全面加強接觸網(wǎng)運營管理提供借鑒[12]。