深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要:地铁供电系统主要是由接触网提供，由于我国地铁刚性接触网使用时间不是很长，难免会出现这样那样的问题。为减少接触网故障，本文就根据实际运行过程中，接触网出现的故障问题进行分析，并探索在这些故障基础上提出预防故障的对策，供同行借鉴参考。
关键词:地铁；刚性接触网；故障问题；对策
一、地铁刚性接触网出现故障问题
刚性接触网在国外已广泛应用，并取得了良好的应用效果。刚性接触网由于安全性能高、投资少，远期效益明显等，但同时也存在一些问题。
（一）汇流排扭曲变形，接触网产生拉弧现象
刚性接触网的汇流排跨度较大，悬挂定位点多，所以如果有一个定位线夹一旦发生卡滞，列车受电弓在前行时，汇流排自身会因为环境气候的原因而产生热胀冷缩，这样的结果就是定位线夹与汇流排不在同一水平、定位线夹与汇流排接触面也不垂直等，在这些因素的多重挤压作用下，会使得汇流排扭曲变形，而且长期的运行，会使汇流排跨中，导致其中间接头出导高非正常，形成硬点，造成弓网关系不良，同时，若造成汇流排永久性变形，对设备恢复造成极大危害。
刚性接触网在绝缘错段关节处，刚性分段绝缘器处，汇流排中间接头处以及膨胀原件处容易产生拉弧现象。导致拉弧现象产生的原因十分复杂，并不能一概而论，但是影响其产生的主要因素有：弓网间动态接触压力，列车速度，接触线的材质以及硬点。
（二）接触线拉弧易被烧毁
使用地铁刚性接触网时，各项设计如果不合理，或者选择了不恰当的刚性定位的线夹，汇流排的行走极其容易在某些程度上被阻碍，使得它的运行变得不流畅，最终造成卡槽支与接触线之间互相脱离，除此之外无论是电弓过分段还是锚段关节这些部位都太过粗糙，然后就会导致接触线的拉弧被烧毁。
最大程度地减少悬挂刚体的不平顺程度变化，这是受电弓能够良好受流的基础之一。可是在我们的运行过程中，悬挂刚体的刚度与挠度是决定连续不平顺度的主要性因素，在固定汇流排型号这个前提下，挠度与跨距的大小息息相关，在相当大的程度上影响对电流接受，而且是不利影响。随着我国社会经济发展水平的提高和科学技术的进步，定位线夹的种类越来越多，迄今为止我国地铁设计主要是采用360°旋转定位线夹以及定位线夹和连接螺栓，在小曲线半径处使用没有旋转功能的刚性定位线夹，长期性的热胀冷缩反应后会致使汇流排变得运行不畅。加之，受电弓受到水平矢量的冲击时，汇流排的形状会被改变，但如果汇流排的形状上发生了改变，一定程度上会导致弓网接触不平顺，电弓离线拉弧受到不断的击打，使得拉弧被烧毁。
（三）接触网某些部位磨耗异常
观察已投入使用的刚性接触网系统，发现他们普遍存在不均匀磨耗接触线，不規则磨耗受电弓，局部接触线的磨耗率较大等磨耗问题。因为拉出值密度呈现出不规则的分布导致受电弓受到不规则磨耗；受电弓的滑板工作端部会因为与接触线相互接触较长的长度，所以会产生较大磨耗。
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（四）接触网零部件脱落或变形
由于接触网部件结构本身的问题以及其在长期运行过程中震动疲劳、施工质量等存在问题等，会造成零部件带病投入使用，这些因素都极有可能造成接触网部件发生变形甚至零部件脱落，例如：随着运行时间的增长，在弓网间纷杂的震动下汇流排接头可能会发生滑牙，定位线夹也有可能松落等
（五）常见典型故障
结合地铁这几年地铁接触网的检修总结，加之近几年对国内国外一些城市地铁刚性接触网维修经验的研究，分析得出了地铁接触网的典型故障有：①弓网故障：指接触网和受电弓两者不能进行正常的接触，如钻弓，打弓，剐弓等；②电气联接方面故障：指接触网绝缘线索的烧伤，如电连接烧伤，接触网带电部分对接地体放电，以及一些绝缘设备绝缘性能的破坏；③零部件损坏、老化、变形等引起的故障：在日常工作中要进行精密的检查，相对于较大的故障，应当启动相应的工程来整改工作。
二、减少地铁接触网故障率的防范举措
（一）接触线和汇流排故障率降低的措施
1.安装小曲率半径汇流排时应当采用360°旋转的定位线夹来卡滞汇流排，除此之外应当增加每天的巡视检查；2.在选择汇流排时应当关注它的热胀冷缩性能，判断其是否良好；在安装时中确保定位线夹的清洁程度。待完成汇流排安装完成后，负责人应做好相应的标记，以方便后期出现故障时的修理工作；3.工作部件要保证非常清洁，尤其是对于暴露在外特别容易受到污染的地方，必须做到定期清理。
（二）异常磨耗防范措施
要解决异常磨耗问题第一步应使得设计和施工的质量控制得到保证，然后对于刚性接触网的布置进行考虑，精确的布置汇流排，保证刚性接触网达到正弦曲线设计的要求；也应该进行重点考虑分析受电弓和接触网两方面，可以调整接触网压力、选择优质受电弓滑板材质等。采用弹性绝缘悬挂组件降低悬吊结构等刚性接触网，受电弓在运行中的上下震动不能得到缓冲和释放，所以应当根据线路与刚性悬挂安装具体情况采用不同的等效刚度。还应该选择与接触网类型，相匹配的受电弓，在同一线路上最好使用同一种滑板，还应该对接触网进行精心施工和检修，接触网的安装精度要达到一定的高度。小范围进行调节，并且每一道的工序施工质量都应该进行严格控制。
（三）接触网部件变形甚至脱落防范措施
做到对程序进行严格验收，并且对接触网各部件参数也要按照规范要求进行验收；同时加强对接触网参数的检测。
解决T型头螺栓松动脱落问题目前采用的是进行短期检修，对发现已经存在的偏转问题进行及时的紧固。这个方法治标不治本，要从根本上解决问题应平推紧固加强接触网螺栓螺母，不定期的进行抽查，摸索找出螺栓动态松动周期，从而保证各部件参数达到标准要求。如果有条件，应尽可能多地使用防松螺母垫片，槽钢垫片也应尽可能的采用弹性垫圈，T型头螺栓也应采用有插销孔的螺栓。为了使得螺纹栓能从根本上得到长期的紧固，应当减少零部件的数量从而减少连接点，除此之外应该对刚性悬挂振动能量的缓解和释放进行研究。
更换其中间的接头是目前解决螺纹滑牙采用的方法。但这个方法并不能从根本上解决问题，如果要解决根本问题，部件的材质以及连接工艺这两个方面应当进行重点考虑，从而得出能够改进的方法，电气性能达到要求的前提下，采用硬度高、耐磨性能好的材质来制造接触网的中间接头，另一种方法就是改进连接工艺，汇流排与中间接头之间，使得接头螺纹处的受力不过于集中，从而使螺纹受到较小的损坏。由于更换中间接头的办法工作量太大，给检修工人的工作带来了很大困难，所以在我国今后接触网的防范工作中后面两种方法十分值得去研究。
（四）进行故障抢修，并且建立模型加强抢修演练
通过对上面几种故障问题的分析，进行总结归类后，建立故障模型，制定出相应的抢修方案，定期进行事故抢修演练，在遇到模型中的故障时，抢修速度可以得到加快，抢修任务得到尽快完成，减少其对地铁行车的影响，使地铁运行快速恢复。例如深圳地铁制定出的《刚性接触网系统应急抢修预案》等。
三、结束语
地铁接触网在轨道交通行业应用中有着一系列的优势，是地铁的灵魂，它在在地铁运行中占据着极其重要的地位，但是由于刚性接触网是架空接触网的一种，在我国的应用时间相对较短，不管是在设计施工上还是运营维护方面，都有着一定的不足，需要我们不断改进提高。伴随着地铁运营时间的延长，暴露出来了很多问题，这些问题给地铁的正常运行带来一定的不利影响。地铁刚性接触网的故障率要想降低，无论是在刚性接触网的设计上还是在是其应用中，都应进行经验总结，对已经暴露出来的问题进行解决，对极有可能会出现的问题进行防范处理，做到防患于未然。
参考文献：
[1]周国家.架空刚性悬挂汇流排窜动分析及解决方案浅析[J].科技传播，2012（5）：117～119.
论文作者:邹伟锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/10
标签：刚性论文; 地铁论文; 汇流排论文; 磨耗论文; 故障论文; 螺栓论文; 平顺论文; 《防护工程》2019年第5期论文;