张勇强
深圳地铁集团有限公司运营总部
摘要：当前，地铁是人们出行的主要交通工具，地铁接触网在运行中出现的故障所导致的地铁营运中断，威胁着乘客的出行安全。由此可见，地铁刚性接触网设备的稳定性及安全性关系到整个地铁系统的安全运营。常见的一些故障如零部件松动脱落、接触线故障等问题，都会影响地铁的安全可靠运行。通过BIM技术的应用，采取科学的技术和方法，有效的提高其安全性及稳定性，使得地铁供电系统中刚性接触网设备的故障问题得到根本性解决。
关键词：地铁供电系统；刚性接触网；故障；措施
1、地铁刚性接触网概述
刚性接触网是地铁供电系统中的主要组成部分，主要由绝缘子、接触线、汇流排等部件组成。刚性接触网具有无须张力补偿、占用净空小、安全性较高、结构简单的优点。此外，刚性接触网除了具有运营可扩展性，还有以下优点：（1）平面布置方便。根据需要，刚性接触网可在特殊的地方设计成可移动的形式，如防淹门、隧道人防门、车辆段检修库等。（2）弓网关系跟随性更好。在地铁刚性接触网的设计过程中，对其自身的要求较高，技术参数误差要求较小，使受电弓滑动时受到的波动较小，从而增加其自身的稳定性。（3）散热性好。地铁刚性接触网中的汇流排具备散热功能，在运行过程中可以提高散热效果，并且还具有可扩展性高的特点。
2.地铁刚性接触网使用中的故障危害分析
一个安全可靠的供电系统，决定着地铁是否能安全可靠正常运行的关键原因。刚性接触网则是地铁运行所需供电系统中至关重要的一部分，其作用是在地铁运行过程中为电客车输送电能，保障地铁正常运行。由于在长期运行中对接触网有着很高的要求，刚性接触网又无备用，客观地加大了其故障发生率，影响着地铁的正常运行。当刚性接触网故障发生时，将会造成地铁停运现象的出现，可能会引发送电、检修等一系列问题，给地铁的安全运行带来了潜在威胁。各种研究资料及实践经验表明，及时的判断和查找地铁刚性接触网故障，是降低接触网故障发生率的重要举措。因此，需要对接触网故障判断与处置进行必要的分析。
3.地铁刚性接触网故障处理中的各种原则
3.1当接触网故障判断与查找工作完成后，需要对各种故障信息进行总结。此时，地铁刚性接触网检修人员应与其它相关部门进行积极的配合，确保故障信息搜集的全面性，从而制定出针对性极强的故障处理措施，对接触网的安全状况进行综合评估，使得接触网故障判断与查找工作落实能够达到预期效果。
3.2充分考虑接触网故障发生后周围的环境要素，避免各种不良天气变化造成绝缘件闪络现象的出现，降低接触网事故发生率。同时，由于接触网高度设置中可能会受到隧道滴漏、隧道内异物的影响，给接触网的正常使用带来了潜在威胁，因此，接触网故障处理人员在实际操作中应考虑各种影响因素，确保故障处理措施制定的有效性。
3.3对不易判断的故障应进行全面性分析，确定故障点出现的大致范围，减少故障查找工作量。同时，应在故障测试装置的作用下对接触网平时不易发生的故障区域进行必要的操作，将故障查找范围控制在合理的范围内，对不易判断的接触网故障进行针对性处理。
4.地铁供电系统中刚性接触网的常见故障
4.1接触线故障
接触线是地铁供电系统中常见的故障之一，接触线故障主要有磨耗、拉弧烧损等。（1）地铁刚性接触线磨耗故障。列车高速行驶时，容易发生电气磨耗问题。通常情况下，电气磨耗出现在汇流排接头、特殊线路、锚段关节等位置。（2）地铁刚性接触线拉弧烧损主要是受电弓、接触线硬点、硬弯、脱槽等问题导致过渡不平滑，还有汇流排卡滞变形、刚性定位点设计不合理、跨距设计不合理等因素造成的。
4.2受电弓磨耗故障
受电弓磨耗故障主要是由于凹槽滑板部位接触线出现拉线、卡线现象造成的。受刚性汇流排布置和接触网悬挂的影响，刚性接触悬挂拉出值分布在某些与之接触较多的位置，其中接触线与受电弓接触概率较大，导致受电弓受力相对集中，增加了受电弓的磨耗。
4.3零件松动脱落故障
零件松动脱落故障主要是T型头螺栓松动和接头螺纹滑牙引起的。行车密度增加时，能量会叠加，使振动合成后需要将能力释放到悬挂系统中，对悬挂系统造成较大的影响，尤其是整个悬挂系统的中间接头位置，并且在冲击力和受电弓接触抬升力的作用下，会导致中间接头螺纹滑牙，此种情况致使接头位置形成硬点，给受流质量不良的带来影响[1]。
5.地铁供电系统中刚性接触网故障的防范措施
5.1接触线、受电弓、零件松动防范措施
对接触线故障进行处理和防范时，应从接触网的源头进行，即进行接触网的设计时，需要根据各个线路情况进行设计，如列车车速等，严格按照车速进行支撑点跨距的设置，如表1所示。在列车减速区域设置绝缘锚段关节，从而降低汇流排接头的磨损。对受电弓磨耗故障进行处理和防范时，应严格的控制施工阶段和设计阶段的质量，通过科学计算与定位，使接触网可以达到国际的要求，以便实现曲线分部。
表1 地铁刚性接触网支撑点间的跨距
进行零件松动情况的处理和防范的过程当中，通常采用缩短检修周期，对易松动部位螺栓划线便于识别，提高检修效率，从而及时发现松动现象，并及时排除和加固。由于地铁列车的行车密度较大，检修人员进的检修时间较少，在很大程度上增加了检修工作的强度和难度，也是造成接触网出现零件松动的主要原因。例如，针对T型头螺栓松动的现象，其中的槽钢垫片选用弹性垫圈，并且运用相应具备插销孔的螺栓对螺纹栓进行长久紧固处理，从而减少检修量。而针对螺纹滑牙情况，则需要对中间接头进行更换处理。从连接技术与零件的材料方面入手，基于确保电气性能正常发挥基础上，运用高耐磨性与硬度的材料完成中间接头的制造，还可以对汇流排与中间接头的连接技术予以优化，从而使接头螺纹位置受力作用分散，减少螺纹损坏的次数，在中间接头位置螺栓加装双蝶锁紧垫片，防止螺母松动发挥防范效果。
5.2 BIM技术的应用
在地铁供电系统施工管理阶段应用BIM技术，可以对施工方案进行分析和优化，从而实现对供电系统施工现场和施工关键部位的模拟和分析，并进行无轨测量等施工指导，提高地铁共性系统中刚性接触网的施工质量。通过BIM技术，可以更科学、直观地展示地铁工程的不同组织措施和运营方法，实现模拟紧急逃生、事故过程、评价运营安全，从而降低地铁供电系统中接触网发生故障的概率，优化地铁供电系统运行的模式，提高供电系统运行管理的质量和效果。
6.结束语
近年来，交通事业的发展为我国社会经济建设做出了巨大的贡献。作为交通事业中的重要组成部分，地铁行业的发展不仅直接关系着民生问题，而且对我国交通事业的发展也有重要的影响。因此，论文对地铁刚性接触网进行分析，并对地铁供电系统中刚性接触网常见的故障展开研究，进而提出地铁供电系统中刚性接触网故障的防范措施，为确保地铁供电系统安全可靠稳定运行贡献绵薄之力。
参考文献：
[1]杨家伟.地铁受电弓强度及疲劳可靠性研究[D].西南交通大学，2017.
[2]李泉雄.刚性接触网接触线脱槽的分析与解决办法[J].科技视界，2017（11）
[3]关金发.受电弓与刚性接触网动力相互作用研究[D].成都：西南交通大学，2016.
[4]关金发，吴积钦，受电弓与刚性接触网动力耦合方程的数值解[J].铁道科学与工程学报，2016，13（02）
[5]周大林，高伟，郑玄，刚性接触网下120km/h地铁列车弓网燃弧分析[Jl.机车电传动，2015，（03）
论文作者:张勇强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/10
标签：刚性论文; 地铁论文; 故障论文; 供电系统论文; 磨耗论文; 螺纹论文; 螺栓论文; 《防护工程》2018年第30期论文;