摘要:接触网是沿铁路线上空架设的为电力机车提供电能的特殊输电线路,其特殊性主要体现在既要作为输电线路,又要为电力机车、动车组受电弓提供平顺的机械滑道。所以对高速运行的受电弓来说接触网需要保证良好的电气性能和优越的机械性能,这就对我们接触网日常维修保养提出了很高的要求,本文对接触网日常维修发现的缺陷进行总结,分析缺陷产生的原因,并提出相应的建议和防治措施。
关键词:接触网;维护;缺陷;措施
1 定位器钩与定位器支座相磨
定位器是一种为了使电力机车或动车组受电弓滑板在运行中与接触线始终良好地接触取流,把接触线按受电弓的运行要求进行定位的部件,使接触线始终在受电弓滑板的工作范围内,保证受电弓磨耗均匀。
西陇海自2006年开通,已运行10多年,18年和19年我段组织检修列对西陇海线接触网设备进行三次集中修,三次集中修均发现部分区间定位器尾钩和定位器支座之间存在磨损严重的情况,截止19年上半年集中修结束累计发现定位器磨损近20处,严重影响接触网的安全运行,如果在电力机车或动车组的运行过程中,因为定位器与定位器支座钩环连接处长期磨损发生断裂,则必将会侵入受电弓的动态包络线范围内,轻则造成刮弓、打弓,重则将引起接触网断线、塌网等严重的弓网事故。因此,对发生该现象的原因进行分析,并找出相应的对策,及时整治或提前预防,是非常有必要的。
1.1 原因分析
从现场外观检查来看,集中修期间发现的定位器磨损处所,定位器均不受力,定位器与定位器支座相磨主要有两个部位,一是定位器钩的背部,二是定位器钩上开口。
1.2 受力情况分析(直线区段)
正常工作情况下定位器受力应在80N-2500N之间。
定位器水平、垂直分力:①
②
:定位器自重;:接触线单位长度质量;l:跨距;a:之字值;d:定位点至第一根吊弦的距离。
定位器自重约1.3kg;120铜合金接触线单位长度质量约1.07kg;跨距取50m;现场拉出值约50mm;定位点至第一根吊弦的距离取5m;张力取15KN。
根据公式③:G=58.8N;根据公式②:F≈60N,不能满足定位器正常运行要求,经过长期的运行,最终定位器可能不受之字力F≈0,这样在电力机车、动车组高速通过定位点时,定位器钩与定位器支座间产生振动摩擦,久而久之就会出现定位器磨损情况。
现场检查发现定位器不受力处所多位于四跨锚段关节中心柱,查阅平面布置图分析,四跨非绝缘关节定位点拉出值设置不合理,需要优化。
1.3 整改措施
设计方面:从设计源头把控,优化接触线布置,确保定位器受拉力在正常的工作范围内;施工方面:把控好定位器、定位器支座安装标准,确保定位器坡度符合安全运行要求,定位器支座安装牢固不会发生位移;维修方面:加强非绝缘锚段关节中心柱处定位器受力状态检查,定位器与定位器支座连接处磨耗检测;材料方面:定位器与定位器支座连接处以及易磨损部位采用高强度材料进行加固。
2 接触网补偿滑轮偏磨
接触网滑轮补偿装置在正常工作情况下,定滑轮应处于铅锤状态,日常维修过程中发现滑轮补偿装置定滑轮普遍有不同程度的偏磨,主要表现为定滑轮与铅垂线有一定的偏斜角,定滑轮槽边缘有不同程度磨痕损变薄,甚至磨成刀片状,或者磨出缺口导致补偿绳脱槽,坠坨卡滞,在温度变化的情况下,起不到保证接触线、承力索张力恒定的作用,轻则导致电力机车取流不畅,重则可能导致弓网故障,严重影响接触网运行安全。
2.1 原因分析
(1)定滑轮与双环杆连接处定滑轮两夹板间隙较大
此情况考虑条件是在下锚角钢处于水平状态,与定滑轮连接处的双环杆应处于铅锤状态,因为双环杆与定滑轮是通过销钉连接,如果定滑轮与双环杆连接处定滑轮两夹板间隙较大,定滑轮与双环杆之间就有了偏转的条件,当动滑轮发生偏转时,通过补偿绳传递旋转的力导致定滑轮发生偏斜。
(2)下锚角钢偏斜
在长期的运行过程中,路基段接触网支柱基础会发生变化,导致支柱倾斜,影响下锚角钢水平,同时,接触网下锚角钢处横腹杆混凝土支柱发生侵蚀、粉化,或者角钢安装紧固力矩不足,导致下锚角钢位置发生变化,亦会使得下锚角钢不水平,因为现场角钢与定滑轮间连接部件不能实现自由旋转,下锚角钢偏斜直接造成与其连接的定滑轮发生偏斜,补偿绳在坠坨重力的作用下始终保持铅锤状态,因此补偿绳就会与定滑轮槽边缘贴合,在温度发生变化的情况下接触线、承力索将会产生伸缩,补偿滑轮转动过程中轮槽边缘将与补偿绳摩擦,因滑轮材质一般为铝制品,补偿绳为钢绞线,补偿绳强度要高于滑轮,所以在长期的摩擦过程中会导致滑轮本体磨损,从现场检查来看也是如此。
(3)坠坨限制架偏斜
施工、运行维护过程中坠坨限制架安装不符合标准,坠坨受到垂直线路方向的力,使得补偿绳偏离铅锤方向,温度变化线索伸缩时,与定滑轮槽边缘摩擦。
2.2 整改措施
(1)合理选择定滑轮与双环杆连接处的螺栓,确保双环杆与定滑轮夹板连接较为密贴,双环杆就会起到固定定滑轮的作用,在动滑轮发生偏斜时,不会对定滑轮产生较大影响。(2)针对下锚角钢不水平造成定滑轮偏磨,主要原因还是两者之间连接部件不能自由旋转,经分析研究,可以通过球头挂环+双联碗头组合实现双环杆与定滑轮之间的旋转,当下锚底座发生偏斜时,通过球头挂环+双联碗头作用保证了定滑轮处于铅锤状态,查阅资料发现球头挂环和双联碗头机械强度和破坏负荷均能符合要求,且两个部件长度较小,具有较强的可实施性。(3)在施工、维修过程中要加强坠坨限制架检查,确保坠坨抱箍在限制管上自由移动、无偏磨。
3 吊弦断裂
在链型悬挂中,接触线通过吊弦悬挂在承力索上,利用调节吊弦长短保证接触悬挂的结构高度和接触线的平顺性,确保受电弓取流良好。随着近几年高速铁路的不断发展,列车速度也在不断提高,加之参差不齐的施工质量和复杂的外部环境,常有吊弦断裂的情况发生。
3.1 原因分析
(1)外部环境
接触网设备基本上都是露天安装,而且吊弦是铜镁合金,耐腐蚀性能较为一般,尤其是硫化物、氯化物等对吊弦寿命影响较大,现场维修过程中也发现化工厂矿附近的接触网吊弦出现了大面积的断股,断股部位大多为心形环顶部外层几丝,主要因为外层几丝直接暴露在空气中,较内层更容易接触腐蚀性物质,且压接后一直处于受力状态,在长期的腐蚀作用下,强度的下降,导致断裂。
(2)施工、维修质量
可调式整体吊弦,调节螺栓处吊弦本体损伤较为普遍,施工验收及维修过程中发现调节螺栓处吊弦普遍有不同程度的损伤变形,导致每一丝受力不均匀,在受电弓高速运行对接触线产生振动时,该处也是易弯折点,检查发现调节螺栓的力矩均存在不同程度的超标,大多在20N.m以上,铁标规定为15N.m。
(3)压接工艺
现场检查发现“主一辅二”压接方式发生吊弦断裂的情况占比较高,该方式在压接过程中对压接口深度要求非常高,如果压接深度过深则会造成吊弦本体损伤,压接深度过浅则受力得不到保障,对断裂吊弦分析发现压接处吊弦均受到不同程度的损伤,导致在振动过程中受力不均匀,长时间运行导致“阶梯性”断股。
3.2 整改措施
(1)加强外部环境整治,从源头上消除腐蚀性污染源,或使用耐腐蚀性强的吊弦,同时做好周期性检测。
(2)严把施工验收、维修关,重点检查调节螺栓处吊弦损伤情况,及时做好更换,严格执行力矩标准。
(3)改善压接工艺,采用高精度、小损伤圆压法,同时严格控制安装精度和位置,确保一跨内吊弦受力均匀。
4 结束语
本文对3种接触网典型缺陷进行了总结、分析,根据实际运行情况分析了各自产生的原因,同时针对性提出了整改措施,供接触网运行、维护参考。
论文作者:姜驰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/12
标签:定位器论文; 定滑轮论文; 支座论文; 角钢论文; 发生论文; 铅锤论文; 滑轮论文; 《电力设备》2019年第14期论文;