摘要：地铁刚性接触网的弓网磨耗对列车的安全、可靠运营形成不良影响，因此应优化弓网磨耗。刚性接触网弓网磨耗主要分为机械磨耗和电气磨耗，本文从接触网、受电弓、弓网动态相互作用等方面对弓网磨耗问题产生的原因进行了分析，进而提出了一些改善措施及建议。
关键词：地铁；刚性接触网；弓网磨耗
0引言
刚性接触网以其结构紧凑、无断电隐患、安装维护方便、成本低等优点，成为我国地铁地下线路的接触网首选类型。但从已运营的刚性接触网系统来看，存在着较多弓网磨耗异常的现象，这使得弓网关系变差，影响着受流质量，并导致接触网和受电弓的使用寿命变短，增加了运营维修的成本。
1原因分析
根据实际运营经验，弓网之间的磨耗分为机械磨耗和电气磨耗两种。机械磨耗通常指受电弓滑过接触线底面时弓网之间相互摩擦产生的粘结磨耗、硬粒磨耗以及疲劳磨耗，机械磨耗属于正常磨耗；电气磨耗主要是由受电弓脱离接触线底面产生电火花或电弧并烧蚀受电弓及接触线表面造成的，电气磨耗为非正常磨耗，应尽量避免。
一般来说，良好的弓网受流关系取决于两方面的因素：一是受电弓和接触网均具备优良的技术性能，二是受电弓和接触网之间具备良好的匹配性，两者缺一不可。因此对地铁刚性接触网弓网磨耗异常原因的分析应从接触网和受电弓以及弓网的动态相互作用入手。
1.1接触网
接触网的平面布置、系统弹性等影响着弓网的机械磨耗。根据实际运营情况可知，受电弓两侧的机械磨损要比中间位置严重，这是由于接触网拉出值的分布不均匀造成的。此外，当地铁列车运行到锚段关节、分段绝缘器、线岔等位置时，受电弓将由单支悬挂接触到双支悬挂或者单个集中载荷。由于悬吊结构刚度大且几乎无弹性，受电弓所受的接触力和冲击压力得不到缓解，从而可能会出现弓网之间接触压力的峰值，使得这些部位接触线的磨耗偏大。
1.2受电弓
受电弓的结构、弓头质量、碳滑板材质等因素与碳滑板磨耗异常息息相关。受电弓结构、弓头质量影响着弓网接触力，若接触力过大将加重弓网磨耗。受电弓的滑板按材料可分为纯金属滑板、粉末冶金属滑板、纯碳滑板及浸金属碳滑板等。不同材质滑板与接触线的配合下磨损情况不同，若选取不合适材质的滑板将加重磨损。另外，受电弓安装的不正会引起滑板的偏磨，恶化弓网关系。
1.3弓网动态相互作用
弓网系统的功能是传输电能。在电能传输过程中，滑板与接触线的接触点有时是静止的，有时是相对滑动的，在高速滑动的过程中还会出现弓网脱离开来的现象。车辆在经过加速区，尤其是加速区与减振道床区、线路变坡区等区段重合时，由于几种因素的共同作用，列车通过时其受电弓会发生较大的振动，往往不能与接触线可靠接触，而在这些区段受电弓的取流又是比较大的，滑板和接触线间隙的电流和电压分别大于生弧电流和生弧电压，因而很容易产生电火花或电弧，产生较为严重的电气磨耗，烧蚀滑板和接触线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆弓网系统产生电火花和电弧的情形有多种，不同情况下产生的电弧可能是运动的，也可能是半运动或者静止不动的，其中，电弧对接触线的热侵蚀程度与电弧的运动速度有关，速度越高，影响就越小。
2优化方案
根据上述原因分析，要优化弓网磨耗关系，需要重点从以下几个方面进行：调整接触网的平面布置和系统弹性；优化弓网选型，改善受流质量；加强接触网弓网的管理和检查。
2.1调整接触网的平面布置和系统弹性
调整刚性悬挂接触线的拉出值，使接触线相对于受电弓中心分布密度符合或基本符合正态分布规律。可主要从以下几个方面进行调整：合理调整刚性悬挂关节以及非支抬高量；调整拉出值使其在曲线段相对较小，直线段相对较大；控制相邻悬挂点拉出值变化值，使之不能过大，并且保证分布的均匀性；在低速段适当减小拉出值，增大锚段长度，在高速段适当增大拉出值，缩短锚段长度。此外，由于刚性接触网结构的原因，其系统弹性较小，受电弓在运行中的上下振动不能得到缓冲或释放，会加大弓网间的机械磨耗和电气磨耗，因此应根据线路和刚性悬挂安装的具体情况（如出站加速段、减振道床区段、变坡区段等），加装硅胶弹性绝缘子、弹性线夹等弹性部件，增大悬吊结构的弹性，改善弓网关系的跟随性，达到减小弓网机械磨耗及降低其离线率的目的。
2.2优化弓网选型
受电弓与接触网的材料、结构等方面的组合影响着弓网的点接触特性、机械特性以及受电弓的跟随性，两者型号的配合很大程度上影响着弓网磨耗以及受流质量。对于受电弓而言，其滑板应满足弓网系统的机械及电气要求，通常要求滑板接触电阻小、熔点高、导热性良好、质量小、机械强度高、弹性好、与铜或铜合金接触线之间的摩擦系数小、便于实现轻量化和标准化等。设计时应做好弓网选型的匹配工作，使弓网的作用能够得到有效发挥，提升受流质量，保证运营安全。
2.3加强弓网的检查和管理
为保证地铁列车的正常运行，需要不断优化对弓网的维护，加强弓网的管理和检查。首先，应定期检查弓网状态，一旦发现弓网磨耗异常的现象应及时采取有效的调整措施，避免磨耗异常给列车的正常运营造成不良影响。其中，采用先进的机械设备来进行弓网的检修能够很大程度上提高检修效率，有效提升弓网检修的质量。另外，应不断完善相关的管控机制，并根据弓网的实际运行状况展开全面分析，结合实际情况制定合理有效的机制，保证地铁列车安全、可靠地运行。
3结论
本文通过对地铁列车刚性接触网弓网磨耗的研究，分析了导致弓网磨耗异常的原因，并针对原因提出了优化方案，以改善和解决刚性接触网弓网磨耗异常的情况，改善弓网关系，延长弓网系统寿命，提高地铁列车运营的安全性、稳定性，对采用刚性接触网的城市和地区轨道交通线路具有一定的指导意义。
参考文献
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[3]李勇奇.架空刚性接触网弓网磨耗异常解决策略研究[J]. 技术与市场，2016（23）.
论文作者:张丽君
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
标签：磨耗论文; 刚性论文; 滑板论文; 拉出论文; 电弧论文; 地铁论文; 弹性论文; 《中国电业》2019年第11期论文;