詹磊

（甘肅綜合鐵道工程承包有限公司，甘肅 蘭州 730000）

電氣化鐵路是以電力為能源的現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸工具，是鐵路事業(yè)發(fā)展中的一大進(jìn)步。鐵路運(yùn)輸在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中占據(jù)著重要位置，同時(shí)，也是人們出行、貨物長途運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，電氣化鐵路不僅能夠大幅度提高列車速度，提升鐵路運(yùn)輸能力，并且有利于環(huán)境保護(hù)。這些優(yōu)勢的實(shí)現(xiàn)主要通過接觸網(wǎng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，在電氣化鐵路建設(shè)過程中，接觸網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)、連接方式及安裝檢測手段都直接影響著列車行駛和行車安全。

1 接觸網(wǎng)設(shè)備的組成

接觸網(wǎng)設(shè)備是鐵路和軌道交通電氣牽引供電設(shè)備的重要組成部分，是沿鐵路架設(shè)的一條特殊形式的輸電線路。接觸網(wǎng)設(shè)備由接觸懸掛、定位裝置、支持裝置、支柱裝置幾大部分組成，其任務(wù)主要是沿著鐵路線路的軌道設(shè)置在特定的位置上，通過電力機(jī)車的受電弓將電力能量傳輸?shù)窖鼐€運(yùn)行的電力機(jī)車上，是電氣化鐵路的基礎(chǔ)設(shè)施。

（1）鐵路接觸懸掛主要包括棒式絕緣子、連接件、吊弦、接觸線、承力索，將從牽引變電所獲得的電能輸送給列車，為列車提供電能動(dòng)力；定位裝置負(fù)責(zé)固定接觸線位置，由定位管和定位器組成，能將接觸線負(fù)荷傳遞給支持裝置，保證接觸線與受電弓不脫離；支持裝置用來支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱；支柱裝置是負(fù)責(zé)承受所有設(shè)備的負(fù)荷，將接觸懸掛固定在規(guī)定位置和高度，保障接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。各主要部分如圖1所示。

（2）APM線城市軌道交通主要構(gòu)成：正極供電軌、負(fù)極供電軌、接地軌、導(dǎo)電軌支架、供電軌支架、膨脹接頭、空氣間隙、絕緣接頭、供電軌保護(hù)罩等為列車提供電能動(dòng)力，保障列車的正常運(yùn)行。各主要部分如圖2所示。

圖1 鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備主要構(gòu)成

2 接觸網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)

2.1 接觸網(wǎng)設(shè)備建設(shè)條件苛刻

接觸網(wǎng)設(shè)備和線路的鋪設(shè)大多采用露天安裝，地理?xiàng)l件惡劣，建設(shè)安裝過程的難度大。整個(gè)接觸網(wǎng)相當(dāng)于大的力學(xué)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，接觸網(wǎng)設(shè)備和零件不斷承受震動(dòng)和拉應(yīng)力，生產(chǎn)工藝和材料質(zhì)量要求苛刻，接觸網(wǎng)設(shè)備及其零件的選取尤為重要。接觸網(wǎng)設(shè)備應(yīng)做到：能經(jīng)受空氣中的鹽霧、酸雨、碳、銅、臭氧、硫化物、氧化物等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，同時(shí)，還應(yīng)能預(yù)防蟲蛀，防止嚙齒類動(dòng)物的侵害，防止霉變并不被清洗劑腐蝕。為了減小安全故障，對于零件的維修檢測要求頻繁，工作量繁重。

圖2 新型軌道交通接觸網(wǎng)設(shè)備主要構(gòu)成

2.2 易受外界環(huán)境影響

APM線采用直流牽引供電系統(tǒng)DC750V供電制式，設(shè)置正極供電軌、負(fù)極供電軌及接地軌，其中正極供電軌電壓為+DC375V，負(fù)極供電軌電壓為-DC375V。高壓意味著接觸網(wǎng)設(shè)備具有安全距離和嚴(yán)格的絕緣強(qiáng)度，但是在特殊的地理位置如隧道跨橋和人口密集的城鎮(zhèn)，雨雪、大風(fēng)和冰雹天氣，易引起設(shè)備的突然跳閘，人為雜物的亂扔亂放也會導(dǎo)致接觸網(wǎng)設(shè)備損壞。從歷年經(jīng)驗(yàn)看，人口密集的城鎮(zhèn)和冰雪天氣引發(fā)的安全事故占據(jù)絕大多數(shù)，接觸網(wǎng)設(shè)備與外部環(huán)境影響密切。

2.3 接觸網(wǎng)設(shè)備檢修困難

設(shè)備檢修時(shí)，需要對線路進(jìn)行封鎖以及供電臂關(guān)閉，進(jìn)行站場區(qū)間作業(yè)。電氣化鐵路運(yùn)行安排緊張，列車班次的更換也相對頻繁，所以檢修時(shí)間非常有限。其次，接觸網(wǎng)設(shè)備建設(shè)檢修過程需要軌行車輛，而軌行車輛運(yùn)輸不方便，從相關(guān)部門批準(zhǔn)使用到正式投入維修，中間經(jīng)歷很多手續(xù)，這就極大地縮短了維修時(shí)間，維修任務(wù)艱巨，工作人員時(shí)間緊張。由于部分線路設(shè)備露天建設(shè)，建設(shè)過程中不免遇到狂風(fēng)、大雨和冰雪天氣，降低維修效率，也為維修人員帶來了安全隱患。

3 鐵路電氣建設(shè)過程中的創(chuàng)新探究

3.1 優(yōu)化接觸網(wǎng)設(shè)備連接方式

接觸網(wǎng)設(shè)備建設(shè)是相當(dāng)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，要根據(jù)具體的地理?xiàng)l件合理設(shè)計(jì)連接方式，從工程設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝到接觸網(wǎng)安全運(yùn)營需要投入大量人力、物力,在地理環(huán)境苛刻地帶需反復(fù)考察，并通過驗(yàn)證，工作方能開展。

由于供電網(wǎng)絡(luò)中存在數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)、斷線點(diǎn)，尤其需要注意設(shè)備材質(zhì)和生產(chǎn)工藝要求，選材時(shí)需反復(fù)試驗(yàn)測量，同時(shí)，還要考慮機(jī)車高速運(yùn)行狀態(tài)下的外部溫差變化影響。因?yàn)樵陔姎饣F路運(yùn)營過程中，外部溫差變化導(dǎo)致線路剪切力增大，引起接觸網(wǎng)折斷，會導(dǎo)致列車停運(yùn)，所以在建設(shè)施工過程中，需要留出足夠的余量，減小工程損耗。

3.2 分析接觸網(wǎng)設(shè)備APM線安裝方案

APM項(xiàng)目建設(shè)過程中，供電軌安裝也是特別需要注意的。在建設(shè)過程中采用機(jī)車底部安裝供電軌方式，供電軌材質(zhì)選用矩形鋼軌，直線供電軌標(biāo)準(zhǔn)長度，約12.19（m）制作，曲線提前預(yù)彎，膨脹接頭約73.15m一處，（相當(dāng)于接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)）。

底部供電軌安裝方式便于工作人員操作，穩(wěn)定性好，供電軌安裝在底部道岔處，示意圖如圖3所示。

圖3 APM線道岔處供電軌安裝方式

GS、GC為隔離開關(guān)柜和間隙接觸器柜，用于道岔處供電軌供電控制和電路連通。相較傳統(tǒng)接觸網(wǎng)設(shè)具有設(shè)備簡便、便于維修和操作、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 完善接觸網(wǎng)電力燒傷檢測

在電力傳送過程中，尤其是對于易引發(fā)接觸網(wǎng)設(shè)備的故障的部位，難免發(fā)生接觸網(wǎng)設(shè)備燒傷故障，針對此種情況，在建設(shè)過程中可以通過設(shè)置相應(yīng)的觸區(qū)范圍，努力將故障率降低，盡量避免出現(xiàn)電流過熱效應(yīng)，在電力機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)這種情況，會加大接觸網(wǎng)成本損耗；同時(shí)，在布設(shè)接觸網(wǎng)設(shè)備的接觸點(diǎn)數(shù)目時(shí)，要兼顧受電弓與接觸網(wǎng)線之間的劇烈碰撞因素，采用在一定的安全距離內(nèi)不設(shè)置接觸網(wǎng)線線夾等零件，通過這兩點(diǎn)措施，可以有效減少電力機(jī)車運(yùn)行中的電流過熱現(xiàn)象，確保機(jī)車運(yùn)行的平滑過渡。

3.4 減小機(jī)車設(shè)備摩擦

電力機(jī)車運(yùn)行過程中，摩擦力難免存在，接觸網(wǎng)供能方式采用電和力的相互作用，導(dǎo)致摩擦生熱，伴隨著設(shè)備磨損，這是不可避免的?？梢詫﹁F路機(jī)車設(shè)備進(jìn)行改造，改造和優(yōu)化鐵路機(jī)車設(shè)備的受電模式，以更好地降低機(jī)械摩擦阻力，減少損耗。

如果摩擦力過大，會加大設(shè)備機(jī)械磨損程度，降低電力機(jī)車運(yùn)行速度和電流運(yùn)用效率，帶來故障隱患。優(yōu)化電力機(jī)車受能模式可以有效減少機(jī)械摩擦損耗，降低機(jī)車設(shè)備擠壓程度，提高能量利用率和機(jī)車運(yùn)行效率。

4 結(jié)語

電氣化鐵路中接觸網(wǎng)設(shè)備十分關(guān)鍵，是牽引供電系統(tǒng)的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著列車行駛和行車安全，本文通過分析接觸網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，總結(jié)出在電氣化鐵路建設(shè)過程中不同安裝形式所采取的對應(yīng)措施，在接觸網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)和安裝施工方面采用新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)對接觸網(wǎng)設(shè)備故障防治給出優(yōu)化措施，為接觸網(wǎng)供能系統(tǒng)和設(shè)備的安全運(yùn)營提供了新依據(jù)。