劉小平

（南昌軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，江西 南昌 330000）

1 地鐵剛性懸掛接觸網(wǎng)的特點(diǎn)

架空剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在地鐵隧道中得到了廣泛應(yīng)用。關(guān)于門型懸掛結(jié)構(gòu)架空剛性的門型懸掛鋼橫截面門型結(jié)構(gòu)主要包括“s”形和“t”形焊接螺栓、懸掛鋼和槽鋼、絕緣子、限位器和鋼架等主要部件。為了在一定動(dòng)作速度范圍內(nèi)均勻使鋼板受力繼電弓的均勻滑動(dòng)使鋼板均勻不受磨損，需要設(shè)定母線的引出值。但是，由于數(shù)據(jù)總線的結(jié)構(gòu)剛性較高，平面圖的布局通常都是采用“s”形狀，但也包括“v”形狀和三角形形狀。但是，與柔性接觸網(wǎng)的懸掛不同，剛性接觸網(wǎng)的錨固接頭不僅包括斷裂式錨固接頭，還包括由膨脹要素構(gòu)成的貫通錨固接頭。這主要是為了改善高速斷面上受電弓和接觸網(wǎng)的關(guān)系，由于結(jié)構(gòu)中的兩條或三條接觸線重疊，其結(jié)構(gòu)和受電弓滑塊的空間位置關(guān)系是影響受電弓和接觸網(wǎng)關(guān)系的關(guān)鍵。根據(jù)線路的電容和電流，懸架有單一接觸線型和雙重接觸線型兩種[1]。

2 受電弓及車輛運(yùn)行模式

受電弓的主體結(jié)構(gòu)、弓頭的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和強(qiáng)度碳素鋼滑板的使用材質(zhì)與其對(duì)碳素鋼滑板的異常沖擊磨損密切相關(guān)。質(zhì)量受電弓的箭頭結(jié)構(gòu)和質(zhì)量受電弓的箭頭的結(jié)構(gòu)質(zhì)量之差會(huì)直接影響感受器與電弓和其他接觸網(wǎng)的接觸力。這種過度的接觸力影響會(huì)逐漸加劇其對(duì)受電弓和其他接觸網(wǎng)的異常磨損。受電弓滑板的磨損條件因材料而異，如果選擇用不合適的材料制作的滑板，磨損會(huì)惡化。另外，受電弓的滑板錯(cuò)誤正確安裝可能會(huì)直接導(dǎo)致那些受電弓和電動(dòng)接觸網(wǎng)之間關(guān)系惡化的電動(dòng)滑板發(fā)生磨損。剛性開銷接觸懸架比柔性接觸網(wǎng)需要更多的受電弓。為了有效確保良好的被控受電列車質(zhì)量，受控集電弓在保護(hù)車輛正常運(yùn)行工作時(shí)必須使其具有良好的振動(dòng)跟蹤和牢固粘接，并在受電列車發(fā)生振動(dòng)時(shí)與堅(jiān)硬的受電吊線良好距離接觸。通過加速度區(qū)域時(shí)，受電弓在列車通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，由于許多要素的綜合作用，無法與接觸線可靠地接觸。為了滿足接觸網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)前的傳輸要求，通常使用兩個(gè)或三個(gè)受電弓在地鐵車輛行駛時(shí)抬起受電弓[2]。另外，由于地鐵和車站之間的距離短，為了提高交通效率，區(qū)間內(nèi)行駛的列車速度持續(xù)增加，行駛在行駛區(qū)域的地鐵車輛的加速短期內(nèi)增加，列車的牽引電流短期內(nèi)急劇增加，地鐵線路的牽引電流分布都有受電弓。

3 剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)關(guān)系現(xiàn)狀分析

目前，剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，整體工作效果良好，但剛性懸架的彈性不如柔性懸架好，也有空間限制，因此難以調(diào)整導(dǎo)出值或主控化。因此，特別是地鐵站中堅(jiān)硬地接觸網(wǎng)受電弓接觸網(wǎng)系的受電弓接觸網(wǎng)系統(tǒng)具有與電氣化鐵路中柔軟的接觸網(wǎng)系統(tǒng)相同的功能[3]。但是，結(jié)構(gòu)類型、受電弓性能、車輛牽引、生產(chǎn)線條件和接觸懸架的運(yùn)用編制完全不同。受電弓接觸網(wǎng)系統(tǒng)的相同功能會(huì)引起受電弓接觸網(wǎng)關(guān)系惡化、嚴(yán)重磨損、接觸線不均勻分布等問題，影響受電弓接觸網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)作，從而給操作和維護(hù)帶來極大的影響。因此，為了通過采用專業(yè)剛位檢測(cè)技術(shù)方法積極研究獲取各地鐵生產(chǎn)線上的受磁弧電弓磨損位置自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)的實(shí)際工作原理特性，確保城市地鐵線路的架空剛位自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行，提高設(shè)備維護(hù)工作效率，需要采用受磁弧電弓磨損位置自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)的應(yīng)用，接觸網(wǎng)的各種平面結(jié)構(gòu)布局和測(cè)量系統(tǒng)具有彈性，根據(jù)各種實(shí)際工作指示來使用機(jī)械臂。當(dāng)受電弓和接觸網(wǎng)之間的接觸壓力達(dá)到峰值時(shí)，這部分的接觸線的磨損可能過大，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致受電弓和接觸網(wǎng)關(guān)系惡化的接觸網(wǎng)不均勻磨損。

4 影響弓網(wǎng)關(guān)系的主要原因

4.1 受電弓滑板的磨損輪廓和接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)間的空間位置匹配的影響

由于受電弓與接滑塊和其他剛性滑動(dòng)接觸網(wǎng)的初次磨損程度分布在初次磨損后不均勻，接觸網(wǎng)的各空間結(jié)構(gòu)及其形態(tài)都應(yīng)具有固有的縱向平面曲線布局結(jié)構(gòu)特性，因此當(dāng)受電弓與接滑塊進(jìn)行滑動(dòng)時(shí)，受電弓與接滑塊的關(guān)鍵空間結(jié)構(gòu)位置相互關(guān)系與性能會(huì)影響受電弓和剛性接觸網(wǎng)相互關(guān)系的關(guān)鍵導(dǎo)體焊點(diǎn)及其空間結(jié)構(gòu)位置，如果直接電弓受到的冷焊電弓與其他剛性滑動(dòng)接觸網(wǎng)的相互關(guān)系發(fā)生惡化，形成一個(gè)具有一定剛性的硬質(zhì)導(dǎo)體焊點(diǎn)、燃弧，接觸網(wǎng)的各空間結(jié)構(gòu)和直接電弓受到的冷焊電弓與剛性接滑塊滑板都會(huì)受到嚴(yán)重破壞、損傷，嚴(yán)重的損傷會(huì)大大影響直接電弓受到的冷焊電弓與其他剛性滑動(dòng)接觸網(wǎng)的正常施工操作的安全性能，例如地鐵線的焊點(diǎn)拉伸性和膨脹性各結(jié)構(gòu)要素的兩個(gè)關(guān)鍵焊點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)及其位置與性能會(huì)影響受電弓與剛性接觸塊滑板的兩個(gè)關(guān)鍵焊點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)及其位置，擴(kuò)展定向伸縮導(dǎo)體元件的拉伸輔助定向伸縮導(dǎo)體的高度一般不應(yīng)超過兩個(gè)剛性滑動(dòng)板通過伸縮元件拉伸展開其他拉伸伸縮元件時(shí)應(yīng)該處于互相對(duì)應(yīng)關(guān)鍵空間結(jié)構(gòu)位置的兩個(gè)剛性滑動(dòng)板的對(duì)應(yīng)高度，通過伸縮元件拉伸展開其他拉伸伸縮元件時(shí)兩個(gè)剛性滑動(dòng)板不會(huì)彼此發(fā)生連續(xù)的相對(duì)橫向應(yīng)力碰撞，產(chǎn)生受電弓和接觸網(wǎng)[4]。

4.2 剛性懸架無彈性對(duì)受電弓磨損的影響

剛性接觸網(wǎng)的接觸網(wǎng)由于安裝間隙低，沒有隱蔽地切斷故障，隧道內(nèi)的接觸網(wǎng)系統(tǒng)使用了僵直接觸網(wǎng)，也有低彈性的缺點(diǎn)。剛性網(wǎng)主要設(shè)置在具備從長(zhǎng)度方向依次懸掛角鋼、絕緣子、定位線夾、母線、接觸線的化學(xué)地腳螺栓的隧道上部，幾乎沒有彈性連接器，因此接觸網(wǎng)與軌道平面的垂直距離的大小在軌道高度參數(shù)上很少發(fā)生變化，硬點(diǎn)隨機(jī)發(fā)生導(dǎo)致接觸網(wǎng)導(dǎo)軌高度急劇變化，導(dǎo)致受電弓“晃動(dòng)”，受電弓發(fā)射接觸網(wǎng)或離線使用彈性絕緣懸掛的絕緣子懸垂切線磨損較大，母線振動(dòng)明顯，磨損標(biāo)志寬度不均勻，但彈性絕緣吊線無小磨損，母線無明顯振動(dòng)，吸收沖擊無硬點(diǎn)。

4.3 安裝和調(diào)整對(duì)受電弓磨損的影響

為了確定故障點(diǎn)的范圍，減輕故障檢測(cè)的工作負(fù)荷，有必要對(duì)不容易判斷的故障進(jìn)行全面分析。另外，還應(yīng)在故障檢測(cè)裝置的作用下，對(duì)正常時(shí)間難以發(fā)生的接觸網(wǎng)斷層區(qū)域進(jìn)行必要的操作，將故障搜索范圍控制在合理的范圍內(nèi)，以難以判斷的接觸網(wǎng)斷層為目標(biāo)。影響地鐵受控集電弓線路磨損的電流增加，根據(jù)我國(guó)地鐵各出站區(qū)間所有接觸網(wǎng)沿線嚴(yán)重線路磨損錨點(diǎn)位置電流分布的長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)地圖，接觸網(wǎng)沿線嚴(yán)重線路磨損錨點(diǎn)位置主要可以分布在與地鐵車輛和牽引機(jī)的電流自動(dòng)分布控制特性一致的地鐵出站距離站第1-5錨段。出站距離越長(zhǎng)，加速器的間隔越長(zhǎng)，因此嚴(yán)重線路磨損的錨點(diǎn)位置可以通過多個(gè)錨固段向后下方延伸。此外，我國(guó)許多新型地鐵列車線路中都驗(yàn)證了這種電流分布控制功能[5]。

5 提高剛性懸掛弓網(wǎng)關(guān)系的方法及改進(jìn)措施

5.1 剛性懸掛將無彈性的絕緣子替換為彈性絕緣組件

為了滿足受電弓更穩(wěn)定的工作要求，彈性絕緣懸架組件要求在徑向和軸向上具有高彈性模量。絕緣子嚴(yán)重受損時(shí)，懸架形狀異常，螺栓松動(dòng)，母線獨(dú)立機(jī)械部分預(yù)留空間不足，母線受周圍空氣溫度的影響，引起剛性懸架液的應(yīng)力波動(dòng)。同時(shí)，絕緣子質(zhì)量差很可能引起破裂和破壞嚴(yán)重的現(xiàn)象。另外，如果絕緣子表面受到嚴(yán)重污染，或者絕緣子材料在建設(shè)中未整合到建筑工地，則可能會(huì)導(dǎo)致一定程度的絕緣子閃絡(luò)放電和破壞。在它的實(shí)際組裝結(jié)構(gòu)中，剛性絕緣零件通常用固定螺栓連接懸掛。組裝設(shè)備過程中，如果組裝的絕緣設(shè)備沒有用特殊的加固工具進(jìn)行加強(qiáng)，設(shè)備的緊急加固力和設(shè)計(jì)的緊急加固力就可能會(huì)相互排斥。在每天的組裝工作中，絕緣子經(jīng)常發(fā)生傾斜、污染、破損、掉落等安全問題。為了有效防止這些安全問題，必須采取以下對(duì)策：首先，安裝接觸線時(shí)，必須確保線夾的清潔，避免彎曲接觸線的問題。其次，在安裝過程中，接觸線必須與線夾一致，以下作業(yè)步驟只能在判斷為接觸線完全插入線夾后進(jìn)行。打掃的時(shí)候，需要集中在容易臟的部分。清洗這些易臟零件后，需要根據(jù)易臟性選擇下一個(gè)清洗部分。只有這樣整理的清洗方法，才能確保清洗的全面性。最后，在選擇絕緣子材料時(shí)，最好選擇橡膠材料，無論是惡劣環(huán)境下的絕緣子還是惡劣環(huán)境下的清洗都需要強(qiáng)調(diào)。

5.2 接觸線磨耗分布

（1）地鐵剛體接觸線磨損不良。地鐵高速行駛的話，容易引起電力的磨損。通常，電氣磨耗發(fā)生在車頭、特殊線、錨固接頭等處。（2）地鐵剛體接觸線的電弧燃燒損失主要由受電弓、接觸線的硬度點(diǎn)、堅(jiān)硬的彎曲和溝槽等問題引起，平穩(wěn)過渡。總線為了有效處理和消除防止總線接觸網(wǎng)的產(chǎn)生斷層，從而達(dá)到接觸網(wǎng)的質(zhì)量來源，也就是說在設(shè)計(jì)總線接觸網(wǎng)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際列車運(yùn)行速度等各種總線的使用條件嚴(yán)格進(jìn)行總線設(shè)計(jì)，并根據(jù)列車速度嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)的總線隔熱件和錨固件其接頭位置應(yīng)盡量設(shè)定在防止列車通過減速線的區(qū)域，以便于減少總線受到接頭的隔熱磨損?？偩€處理和消除防止總線受到集電弓接頭磨損后的斷層時(shí)，要注意嚴(yán)格控制鐵路建設(shè)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段的曲線質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)各個(gè)曲線之間的分割，必須通過大量科學(xué)計(jì)算和準(zhǔn)確定位才能形成總線接觸網(wǎng)，以便于滿足新的國(guó)際應(yīng)用要求。在處理和防止零件松動(dòng)的過程中，通常用于縮短維護(hù)周期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，消除松動(dòng)，加強(qiáng)維護(hù)。例如，考慮到使用“t”形頭松動(dòng)螺栓的固定松動(dòng)，流路不銹鋼松動(dòng)墊圈可以使用固定彈性松動(dòng)墊圈，使用固定帶松動(dòng)螺栓孔的松動(dòng)螺栓長(zhǎng)一定時(shí)間松緊固定松動(dòng)螺紋零件螺栓，減少螺紋零件松動(dòng)數(shù)量?？紤]到線的滑動(dòng)，有必要更換中間關(guān)節(jié)。從通用零件的中間連接制造技術(shù)和復(fù)合材料要求出發(fā)，可以在充分確保零件電性能正常和電性能的必要基礎(chǔ)上，使用具有耐磨性和化學(xué)硬度高的復(fù)合材料直接制造中間連接關(guān)節(jié)，可以不斷優(yōu)化使用母線和中間連接關(guān)節(jié)的零件連接制造技術(shù)，分散關(guān)節(jié)的線位置應(yīng)力，減少線程的損傷數(shù)量[6]。

5.3 剛性懸掛在進(jìn)行安裝調(diào)試過程中的意見

（1）根據(jù)建設(shè)勘察和設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)據(jù)記錄，判斷是否選擇合適類型的硬懸架支架，以及支架所有零件的質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。（2）垂直懸架定位裝置應(yīng)按照設(shè)計(jì)安裝，上部垂直懸架安裝座應(yīng)水平調(diào)整，整個(gè)懸架裝置應(yīng)牢固安裝，支撐面應(yīng)垂直于沿線。（3）根據(jù)懸掛點(diǎn)設(shè)計(jì)指針的高度，增加導(dǎo)體的高度和母線、絕緣子及其他部件的高度，計(jì)算懸掛通道鋼底部的高度。將懸掛通道鋼調(diào)整為與兩個(gè)軌道面的連接線平行，首先根據(jù)上述計(jì)算出的高度調(diào)整高度，確認(rèn)支架和支架通道鋼的平面高度，緊固螺母以滿足設(shè)計(jì)要求。（4）根據(jù)懸掛點(diǎn)的設(shè)計(jì)引出值，以總線位置夾緊的中心為接觸線的中心進(jìn)行初步調(diào)整，擰緊總線緊固螺栓。（5）檢測(cè)裝置。目前，剛性接觸網(wǎng)日常操作和維護(hù)的車輛上的受電弓接觸網(wǎng)檢測(cè)裝置，以及各自的特性和限制。接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)具有完整的檢測(cè)項(xiàng)目、高測(cè)量精度、模塊化、高集成、分解與組裝等特點(diǎn)，測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)可以滿足地鐵受電弓系統(tǒng)操作特性的測(cè)量要求[7]。

6 結(jié)語

在地鐵剛性接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、地鐵專用車輛及其日常運(yùn)行管理組織的共同影響作用下，地鐵剛性接觸網(wǎng)的整體平面布置嚴(yán)重影響著地鐵受力承電弓與剛性接觸網(wǎng)的平衡關(guān)系，接觸網(wǎng)的不均勻區(qū)域分布廣，地鐵駕駛車輛應(yīng)安裝專業(yè)的檢測(cè)裝置是剛性接觸網(wǎng)定位系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行以及制定維護(hù)策略的基礎(chǔ)，為了維持剛性接觸網(wǎng)和受電弓之間的良好磨損，需要確保受電弓和接觸網(wǎng)的良好關(guān)系。分析了接觸網(wǎng)受電弓的磨損，幫助剛體懸掛接觸網(wǎng)的建設(shè)、操作和維護(hù)。也就是說，為了良好地保持剛體懸掛式接觸網(wǎng)受電弓與接觸網(wǎng)之間的磨損，需要確保受電弓與接觸網(wǎng)之間的良好關(guān)系[8]。