何俊偉

（福州地鐵集團有限公司，福建福州 350009）

1 城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸網的技術對比

隨著我國城市軌道交通技術的迅速發(fā)展，地鐵的安全穩(wěn)定運行已受到廣泛關注。接觸網是一種特殊形式的供電設備，它可以把電源系統(tǒng)與列車電氣系統(tǒng)相連接，為地鐵列車提供電力。接觸網技術在線路敷設和工作環(huán)境等方面受諸多因素的影響，如列車弓形、運行組織形式等。其特殊的受電弓耦合形式，直接決定了其與其他軌道交通設備有本質區(qū)別，不能配置同樣的備用設備，也決定了接觸網存在的脆弱性和特殊性。地鐵及相關用電設備在實際運行中如出現(xiàn)故障等不良問題，將產生斷電，嚴重影響列車組織運輸。對城市軌道交通供電系統(tǒng)的接觸網技術性能及各種故障進行深入的研究和分析，具有重要的現(xiàn)實意義，只有充分發(fā)揮其性能，采取有效措施處理各種故障，才能更好地發(fā)揮其巨大的價值和應用空間。接觸網技術分為剛性接觸網和柔性接觸網兩類，剛性接觸網有較高的可靠性。

1.1 可靠性對比

可靠性主要表現(xiàn)在，剛性接觸網懸掛時不需要重新進行張力補償，電流匯流排不會出現(xiàn)斷裂或斷線等現(xiàn)象，因此很好地避免了柔性接觸網懸掛時出現(xiàn)的過熱軟化、材料強度不足、接頭燒毀和燒毀導線等現(xiàn)象，使用非常安全可靠。并且剛性接觸網的安全隱患事故一般涉及的范圍都很小，同時導線不會出現(xiàn)斷線等情況，其損耗截面的允許值是柔性接觸網的兩倍，加上主要導線損傷面位于匯流排邊緣位置，所以只要受電弓不與匯流排接觸，就不會發(fā)生安全事故。

1.2 合理性對比

硬接觸網在懸掛過程中沒有表面張力，結構簡單，在錨固段接頭處不再需要安裝補償裝置，所以可以不考慮其他結構在柔性接觸網中占據(jù)的位置，使其結構更加合理緊湊。此外，由于剛性接觸網絡采用了過多的錨段過渡方式，不需要再消耗過多的隧道空間，該方法簡便、快速。

2 剛性接觸網的相關故障及防范措施

剛性懸掛的基本結構可以分為側壁懸掛式和垂直懸掛式兩種（圖1）。

圖1 剛性懸掛的基本結構

2.1 懸掛點問題

剛性接觸網無彈性，可直接承受列車運行時所受的抬升力和沖擊力的沖擊。車輛行駛密度越大，整個懸吊點受其影響越小，懸吊點各部件問題就越難突出，當車輛行駛密度增加時，整個接觸網系統(tǒng)受外界的沖擊能量作用，各懸吊點長期處于振動沖擊狀態(tài)，懸吊點各螺栓螺母易受振動作用產生松動故障。采用直接夾持匯流排的部件，匯流排底部鑲有接觸線，當電力機車受電弓影響接觸線受電時，會首先產生起升力和運行中的沖擊力。方形T 頭螺栓安裝在懸吊點裝置結構的中間部位，整個懸掛下部的力通過兩根方形T 頭螺栓傳遞給上部的槽鋼基座，向隧道結構釋放能量。方形T 頭螺栓松動后會發(fā)生偏轉，嚴重時甚至會與槽鋼基座分離。針對各個部位的螺栓容易松動，目前可采取的有效措施是采用較大型號的螺栓螺母，采用雙螺母緊固，并加上施必牢防松墊。兩塊施必牢墊片一套，中間防松齒紋結構獨特，受力后不易變形，防松效果更佳。

2.2 絕緣部件問題

軌道交通隧道內空間相對封閉，列車運行時會在隧道內形成活塞風，吹起隧道內的塵埃，同時由于受電弓與接觸網摩擦，受電弓碳滑板經過摩擦也會產生較多的金屬塵埃，這些塵埃附著在絕緣子表面，造成絕緣子的污垢，大量的金屬塵埃附著在絕緣子表面，使絕緣子的絕緣性能下降，嚴重時會造成局部放電，燒傷絕緣子。本安裝形式采用隔熱橫撐，安裝簡單，且節(jié)省空間。而且隔熱裙采用硅橡膠制成，極易受塵土污染，加速硅橡膠材料的老化。需采用安全、合格的絕緣元件產品，加大絕緣元件清洗次數(shù)，縮短清洗周期，特別是對風機出口污染嚴重的部位，減少絕緣元件表面金屬粉塵附著，減少絕緣元件放電的隱患。

2.3 其他問題

剛性接觸網式懸掛點裝置既要將匯流排和接觸線懸吊起來，又要保證匯流排在熱脹冷縮時能自由伸縮，但在使用過程中常出現(xiàn)匯流排卡滯現(xiàn)象，造成懸掛點處的定位線夾和絕緣子發(fā)生扭曲，嚴重的還會使整個懸掛點發(fā)生扭曲。這一現(xiàn)象主要發(fā)生在曲線區(qū)段和接觸網錨段的末端，其原因一方面是由于設計中采用的定位線夾設計不合理，錨段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，產生地力，使懸吊點發(fā)生傾斜；另一方面匯流排在曲線區(qū)段要保持與軌道面平行，曲線區(qū)段鋼軌有一定的外軌超高，匯流排與水平面有一定角度，在定位線夾內除了正常與線夾接觸時產生摩擦外，由于重力的作用又增加了與匯流排側面的摩擦，相對直線段摩擦阻力增大造成匯流排卡滯，進而產生掛點歪斜故障。

采取的預防措施包括：加強對曲線區(qū)段和錨段端部懸掛點的巡檢力度，發(fā)現(xiàn)有明顯的彎曲、卡滯現(xiàn)象，及時對附近懸掛點進行維修檢查，設計中采用新型技術，在曲線區(qū)段和錨段端部懸掛點懸掛伸縮量較大的彈性匯流排定位線夾，增加了在線夾上懸掛的活動空間，有效解決了懸掛點處的卡滯故障，消除了懸掛點扭曲和槽鋼底座開裂等故障隱患。

3 柔性接觸網的相關故障防范措施

柔性接觸網的基本結構如圖2 所示。

圖2 柔性接觸網的基本結構

3.1 接觸懸掛問題

接觸懸掛的彈性弧度直接關系到柔性接觸網的性能，接觸式懸掛的彈性問題主要表現(xiàn)在懸掛質量和提升速度上。當鐵路低、中速運行時，由于重力支座和工程吊弦的物理垂直運動，接觸網受壓而產生彈性變值，會限制接觸網的懸掛升降，造成供電不正常，影響接觸網的性能。需防范以下3 類問題：①施工過程中應對接觸線進行高強度研究，避免過多的磨損，使接觸線的外延部位失去彈性，拉力降低；②采用新型輕質構件，減少物理作用下的垂直運動，使接觸面長時間保持優(yōu)質狀態(tài)，增加承力索和張力；③采用硬點吊弦式機電一體化作業(yè)方式，使弓流與跨距保持正常接觸，均勻增加接觸懸掛的彈性弧度，解決了接觸懸掛問題，改善了接觸網性能。

3.2 軌道交通柔性接觸網定位裝置問題

若發(fā)生電氣拉線斷裂、過度扭曲，或受外力磨損、物化、化學作用腐蝕等情況，則定位裝置將處于不良運行狀態(tài)，不能及時給接觸網供電，導致其性能大幅下降。此外，溫度變化過快、干燥的空氣和地鐵運行中的振動都可能導致定位裝置脫落，這樣的事故問題必然會影響接觸網的工作性能。預防措施主要包括以下兩類問題：①由于定位裝置的線路連接不能從表面觀察到是否發(fā)生了化學反應，所以需要根據(jù)行業(yè)規(guī)定或實際情況對定位裝置進行定時檢查，通過試驗方法分段測試接定位裝置的線路，以判斷其安全性，并更換故障、磨損或變形的線路；②嚴格把關定位裝置本身的質量問題，做好配套工作，對安裝和保護定位裝置進行整改，避免因振動引起的弓網事故，提高接觸網的性能。

3.3 軌道交通柔性接觸網補償裝置問題

電接觸線的拉力、電感補償裝置安裝在電接觸線的兩端，用于自動補償。地鐵柔性接觸網的補償裝置是影響其性能的最后關鍵環(huán)節(jié)。但由于補償器的傳動效率還不夠穩(wěn)定，負載容量有一定限制，而且維護難度較大，影響了接觸網性能的提高。采用改進的錨鏈結構，在錨鏈兩端加裝新一代滑輪補償器，使接觸線和承力索在雙環(huán)桿的作用下不會出現(xiàn)塌落。或在拉拔接觸線時制作錨定角鋼工具，使補償繩固定在中心區(qū)域，減少摩擦，最大限度地發(fā)揮補償作用。某些采用地面軌道的線路，可在此段距離采用滑輪使補償裝置的承載力在可承載范圍內，以延長其使用壽命，提高接觸網的使用性能。

4 結束語

在城市軌道交通運營中，接觸網起著重要作用。應以當前城市軌道交通建設中存在的突出問題為著力點，以滿足現(xiàn)代出行需求為重點，充分發(fā)揮軌道交通的比較優(yōu)勢，科學開展互聯(lián)互通工作，提高樞紐城市軌道交通的安全性、便捷性和經濟性。城市軌道交通作為現(xiàn)代交通網絡的重要組成部分，在保障現(xiàn)代化城市穩(wěn)定發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。城市軌道交通接觸網作為供電的重要設施，能夠減輕城市軌道交通的供電壓力，需要相關單位和工作人員給予高度重視，及時發(fā)現(xiàn)問題、認真解決，積極采取有效措施，防止故障問題的發(fā)生，以保證城市軌道交通更好地滿足現(xiàn)代化的交通需求。