王小飛

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司，重慶 401120）

1 城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)的技術(shù)對比

1.1 可靠性對比

可靠性主要表現(xiàn)在剛性接觸網(wǎng)懸掛時(shí)無需再進(jìn)行張力補(bǔ)償，電流匯流排時(shí)不會(huì)出現(xiàn)斷裂或斷線等現(xiàn)象，從而很好地避免了柔性懸掛中出現(xiàn)的過熱軟化、材料不足、鉆弓燒毀以及導(dǎo)線燒毀等現(xiàn)象，使用十分安全可靠[1]。而且剛性接觸網(wǎng)的安全隱患事故一般涉及的范圍都很小，同時(shí)導(dǎo)線不會(huì)出現(xiàn)斷線等情況，其損耗截面的允許值是柔性的兩倍，加上主要導(dǎo)線的損傷面位于匯流排的邊緣位置，因此只要受電弓不與匯流排接觸，就不會(huì)發(fā)生安全事故[2]。

1.2 合理性對比

硬性接觸網(wǎng)在懸掛過程中沒有表面張力，結(jié)構(gòu)簡單，錨段關(guān)節(jié)處不再需要安裝補(bǔ)償裝置，因此可不必考慮柔性接觸網(wǎng)內(nèi)其他結(jié)構(gòu)所占據(jù)的位置，使其結(jié)構(gòu)更合理、緊湊[3]。另外由于剛性接觸網(wǎng)采用了過多的錨段過渡方式，因此不再需要消耗過多的隧道空間，此方法簡單、快捷。

2 剛性接觸網(wǎng)的相關(guān)故障及防范措施

剛性懸掛的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，可以分為側(cè)壁懸掛式和垂直懸掛式兩種。

圖1 剛性懸掛的基本結(jié)構(gòu)

2.1 懸掛點(diǎn)問題

剛性接觸網(wǎng)沒有彈性，在運(yùn)行過程中直接承受列車受電弓抬升力和沖擊力的能量沖擊。行車密度較小時(shí)整個(gè)懸掛點(diǎn)受其影響較小，懸掛點(diǎn)各部部件問題很難凸顯出來，當(dāng)列車行車密度增大后，整個(gè)接觸網(wǎng)系統(tǒng)受外部的沖擊能量作用，各個(gè)懸掛點(diǎn)長期處于振動(dòng)沖擊狀態(tài)，懸掛點(diǎn)各部螺栓螺母受振動(dòng)影響產(chǎn)生松動(dòng)故障[4]。

定位線夾是直接夾持匯流排的零部件，匯流排底部鑲嵌接觸線，當(dāng)電力機(jī)車受電弓影響接觸接觸線受電時(shí)，發(fā)生的抬升力和運(yùn)行中的沖擊力在第一時(shí)間傳遞給定位線夾。定位線夾本體由兩部分零件組成，兩個(gè)小螺栓進(jìn)行緊固連接，但在長期承受外部力的沖擊和振動(dòng)后，兩個(gè)固定的小螺栓極易松動(dòng)，造成線夾松脫。

方（T）型頭螺栓安裝在懸掛點(diǎn)裝置結(jié)構(gòu)的中間部位，整個(gè)懸掛的下部作用力將通過兩支方（T）型頭螺栓傳遞給上部的槽鋼底座，進(jìn)而將能量釋放到隧道結(jié)構(gòu)中去。方（T）型頭螺栓長期受下部傳來的作用力加之整個(gè)懸掛處于振動(dòng)狀態(tài)，使得在發(fā)生松動(dòng)后便發(fā)生偏轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至從槽鋼底座中脫離出來[5]。

防范措施如下，針對各部螺栓容易松動(dòng)，目前可采取的有效措施是型號較大的螺栓螺母，如方（T）型頭螺栓，采用雙螺母緊固和增加施必牢防松墊片。施必牢墊片兩片為一套，中間防松齒紋結(jié)構(gòu)獨(dú)特，齒紋在施加作用力后不易發(fā)生變形，防松效果較好[6]。

2.2 絕緣部件問題

軌道交通隧道內(nèi)空間相對密閉，列車運(yùn)行時(shí)會(huì)在隧道內(nèi)形成活塞風(fēng)將隧道內(nèi)的粉塵吹動(dòng)起來，同時(shí)受電弓與接觸網(wǎng)進(jìn)行摩擦運(yùn)行時(shí)，受電弓碳滑板經(jīng)過摩擦也會(huì)產(chǎn)生較多的金屬粉塵，這些粉塵附著到絕緣子表面后形成絕緣子臟污，大量的金屬粉塵附著在絕緣子表面后，降低了的絕緣子的絕緣性能，嚴(yán)重時(shí)引起絕緣子局部放電，燒傷絕緣子。采用絕緣橫撐這種安裝形式，安裝簡單，且節(jié)約空間。而絕緣裙材料是硅橡膠制作而成，極易受到粉塵的污染，加快硅橡膠材質(zhì)老化。

防范措施如下，使用安全合格的絕緣部件產(chǎn)品，加強(qiáng)絕緣部件的清掃次數(shù)，縮短清掃周期，尤其對風(fēng)機(jī)出口處嚴(yán)重污染區(qū)段，減少絕緣部件表面金屬粉塵的附著，降低絕緣部件放電的隱患。

2.3 其他問題

剛性接觸網(wǎng)懸掛點(diǎn)裝置既要懸吊起匯流排和接觸線，又要保障匯流排在熱脹冷縮時(shí)能夠自由地伸縮，但在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)匯流排卡滯，造成懸掛點(diǎn)處定位線夾和絕緣子歪斜，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)懸掛點(diǎn)出現(xiàn)歪斜[7]。此種情況大部分出現(xiàn)在曲線區(qū)段和接觸網(wǎng)錨段的末端，出現(xiàn)這種情況的原因一方面是設(shè)計(jì)時(shí)采用的定位線夾設(shè)計(jì)不合理，錨段的末端匯流排伸縮位移變化較大，匯流排縱向伸縮受到定位線夾卡滯，產(chǎn)生地力使懸掛點(diǎn)發(fā)生歪斜；另一方面匯流排在曲線區(qū)段要保持與軌道平面相平行，曲線區(qū)段鋼軌有一定的外軌超高，繼而匯流排與水平面產(chǎn)生一定的夾角。由于重力作用匯流排在定位線夾內(nèi)除正常與線夾接觸發(fā)生的摩擦外又增加了匯流排側(cè)面與線夾發(fā)生摩擦，相對直線區(qū)段增大了摩擦阻力，所以造成匯流排卡滯，進(jìn)而出現(xiàn)懸掛點(diǎn)歪斜故障。

防范措施如下，加強(qiáng)對曲線區(qū)段及錨段末端處的懸掛點(diǎn)巡視檢查力度，發(fā)現(xiàn)匯流排有明顯彎曲、卡滯，及時(shí)對附近的懸掛點(diǎn)進(jìn)行維修檢查，在設(shè)計(jì)時(shí)使用新型的技術(shù)，在曲線區(qū)段及錨段末端匯流排伸縮量較大的區(qū)段采用彈性匯流排定位線夾，這種新型的定位線夾增加了匯流排在線夾的活動(dòng)空間，可有效解決懸掛點(diǎn)處匯流排卡滯故障，進(jìn)而消除懸掛點(diǎn)歪斜及槽鋼底座開裂故障。

3 柔性接觸網(wǎng)的相關(guān)故障防范措施

柔性接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中組成結(jié)構(gòu)如圖2（a）所示，縱向結(jié)構(gòu)示意如圖2（b）所示。

圖2 柔性接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

3.1 接觸懸掛問題

接觸懸掛作為接觸網(wǎng)設(shè)備中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其彈性弧度性能的好壞直接關(guān)系到軌道交通柔性接觸網(wǎng)的性能。接觸懸掛的彈性問題主要表現(xiàn)在其抬升和電弓取流質(zhì)量兩個(gè)方面。當(dāng)軌道交通運(yùn)行在低速或中速時(shí)，由于重力承力索和工程吊弦的物理垂直運(yùn)動(dòng)，使得接觸網(wǎng)受壓而產(chǎn)生彈性變值，限制了接觸網(wǎng)懸掛的抬升，從而導(dǎo)致電力輸送的不正常，影響接觸網(wǎng)性能[8]。

防范措施主要包括以下3點(diǎn)。第一，在建設(shè)過程中要對接觸線進(jìn)行高強(qiáng)度的研究，避免其過度磨損，造成接觸線的外延部分失去彈性，拉力減小。第二，利用新型輕質(zhì)量部件，盡量減少物理作用中的垂直運(yùn)動(dòng)，使接觸線長期保持優(yōu)質(zhì)狀態(tài)，增加承力索和張力。第三，采用吊弦硬點(diǎn)機(jī)電運(yùn)行方式，使電弓電流與跨距保持正常接觸，使接觸懸掛彈性弧度得到均勻提高，以解決接觸懸掛問題，并改善接觸網(wǎng)性能。

3.2 軌道交通柔性接觸網(wǎng)定位裝置問題

對于定位裝置，如果發(fā)生電氣拉線斷裂、過度扭曲，或受到外力的磨損，物理、化學(xué)作用的腐蝕等，那么定位裝置將處于不良操作工況下，不能及時(shí)為接觸網(wǎng)供電，導(dǎo)致其性能大大下降[9]。另外，溫度變化過快時(shí)，干燥的空氣加上地鐵運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)可能導(dǎo)致定位裝置脫落，這樣的事故問題必然會(huì)降低接觸網(wǎng)的性能。

防范措施主要包括以下兩點(diǎn)。第一，由于定位裝置的線路連接不能通過表面觀察到是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，因此需根據(jù)行業(yè)規(guī)定或?qū)嶋H情況對定位裝置采取定時(shí)檢查，通過試驗(yàn)方法分段試驗(yàn)接定位裝置的線路來判斷定位裝置的安全性，并更換故障、磨損或變形的線路。第二，嚴(yán)格把關(guān)定位裝置本身的質(zhì)量問題，做好配套工作，整改定位裝置安裝及保護(hù)，杜絕因振動(dòng)而引起的弓網(wǎng)事故，從而提高接觸網(wǎng)的性能。

3.3 軌道交通柔性接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置問題

電力錨段兩端安裝有根據(jù)感應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償或者拉伸電力接觸線張力的補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償裝置是影響地鐵柔性接觸網(wǎng)性能的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，補(bǔ)償裝置存在補(bǔ)償器的傳動(dòng)效率還不夠穩(wěn)定、負(fù)荷容量有一定的限制以及維修困難較大等問題，影響了接觸網(wǎng)性能的提高。

防范措施如下，選擇改善電力錨段的結(jié)構(gòu)，在其兩端加上新一代的滑輪補(bǔ)償器，這樣接觸線和承力索在雙環(huán)桿的作用下就不會(huì)發(fā)生塌網(wǎng)問題?；蛘咴诶祀娏佑|線時(shí)制作錨角鋼工具，讓補(bǔ)償繩固定在中心區(qū)域，減少摩擦，更大限度地發(fā)揮出補(bǔ)償作用[10]。此外，由于某一些線路的軌道交通會(huì)在地面出現(xiàn)，因此可以利用這一段距離采取滑輪的形式使得補(bǔ)償裝置的承載力在可承載范圍之內(nèi)，延長使用壽命，提高接觸網(wǎng)的使用性能。

4 結(jié) 論

作為現(xiàn)代交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，城市軌道交通對于保障現(xiàn)代化城市的穩(wěn)定發(fā)展具有舉足輕重的作用。其中，作為城市軌道交通供電重要設(shè)施的接觸網(wǎng)可以緩解城市軌道交通供電壓力，需要相關(guān)單位及工作人員對此予以高度重視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題并認(rèn)真加以解決。同時(shí)也要積極采取有效措施防止故障問題的發(fā)生，以確保城市軌道交通更好地滿足現(xiàn)代交通需求。