摘要：刚性接触网与传统的柔性接触网相比，具有结构简单、接触线无张力、没有断线之忧、净空要求底等特点。总结了国内轨道交通刚性接触网线路在运营过程中常见的弓网异常磨耗现象，对出现的弓网异常磨耗现象进行系统分析，从优化弓网选型、优化弓网运行条件、优化弓网维护措施方面提出弓网异常磨耗的解决方案，从而确保弓网的安全运行。
关键词：城市轨道交通；刚性接触网；弓网异常磨耗；预防措施
引言
刚性接触网在刚开始被采用的时候，由于良好的效果，成为了各地轨道交通线路地下段接触网的第一选择。尽管刚性接触网具有很多的优势，不过对所采用的刚性接触网线路进行分析的话就能够了解到，很多都具有弓网异常磨损的情况。此情况会很大程度的降低弓网间的取流质量，更为严重的话还会造成弓网事故，而且还会很大程度的降低接触网和受电弓滑板的使用时间，从而加大运营经费。因此需要相关检修工作人员对此情况采取有效的分析，更新其运行状况以及改进措施。
1城市轨道交通刚性接触网异常磨耗存在的问题
刚性接触网近些年来在国内得到了广泛应用，在施工安装、运营维护均较为简单，近些年来郑州地铁刚性接触网异常磨耗和受电弓碳滑板存在的问题，主要表现如下。首先是接触网存在的问题。接触线存在磨耗不均匀现象，个别区段磨耗较大，接触线异常磨耗通常出现在列车出站加区段、曲线段、变坡区段、锚段关节处，且接触线工作面通常呈现鱼鳞状波纹，线面易出现拉丝、毛刺、麻面，部分区段出现拉弧现象，分段绝缘器导流板有撞击痕迹，菱形线岔处接触线有侧磨痕迹。其次是受电弓存在的问题。受电弓碳滑板工作面凸凹不平，受电弓在与碳滑板接触摩擦时，影响受流，碳滑板产生凸凹不平工作面的原因是拉出值分布不规则造成，一个锚段内采用正弦波布置的拉出值，在分布密集的拉出值区段，必然会造成碳滑板在弓网摩擦中形成沟槽，在刚性接触网设计施工阶段，要严格把控拉出值的分布对受电弓磨耗的影响。
2弓网异常磨损的主要表现方式
弓网异常磨损的主要表现方式主要是三个方面，首先是中心偏磨型磨耗中心偏磨型磨耗主要是受电弓滑板中心段磨损比较严重，越是靠近弓角边缘，被磨损的程度就会越小，而且在两端，100mm尾端段接触面部位受到磨耗的概率并不高。在接触表面，磨耗表面以残月状为主。而凹陷的具体情况，会对受电弓滑板的运用时间具有决定性作用。其次是波浪形磨耗波形型磨耗主要是磨耗不规则的分布在受电弓滑板中，从而导致滑板表面存在不平整的情况。最后是裂纹型磨损裂纹型磨损主要是接触悬挂的导高变化，会造成弓网之间的机械连接出现故障，快速运转的受电弓滑板会受到机械的冲击，造成受电弓滑板会因为受到大范围的磨损而形成裂纹，甚至本体受力结构会遭到破损，而且一些滑板会在滑板处滑落。
3弓网异常磨损产生的原因
弓网异常磨损产生的原因主要是三个方面，首先是刚性接触网弹性交叉。传统的刚性接触网很少有弹性连接件，而刚性接触网的导高不平稳会造成受电弓不稳定。因为不能够全部将垂直方位的振动量全部清除，这样一来就会在受电弓从大导高沿着小导高方位移动的时候，不可避免的撞到接触网；此外，在小导高往大导高方向移动的时候，还极有可能发生离线情况，进而导致电气被烧坏。其次是接触网悬挂硬点随机性。在接触网运转期间，接触悬挂上不可避免的会具有凹性硬点，从而会造成受电弓滑板磨耗形成方位的随机性。硬点的存在，会让接触悬挂导高出现变化，进而造成受电弓直接承受在快速运转情况下，对接触悬挂造成机械冲击。如果冲击力太大，那么受电弓滑板很有可能具有裂纹。根据过去的经验能够了解到，柔性过渡区域，汇流排中间接头处等很有可能具有硬点。
4弓网异常磨耗的预防及优化措施
4.1优化接触网弹性性能
将接触网系统中悬挂螺杆改进为弹性螺杆，将定位线夹改进为弹性线夹等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆国内其他兄弟地铁单位中针对接触网弹性性能所采取的优化策略以引入弹性绝缘子为主。南京地铁可借鉴先进工作经验，尝试关注弹性绝缘子技术在地铁项目中的使用情况，并尝试引入此项技术方案，以促进接触网弹性性能的提高。刚性接触网特点是结构紧凑，整个系统缺乏弹性。当接触网出现硬点时，高速运行的受电弓容易撞击接触网或拉弧烧损滑板。为了改善刚性接触网缺乏弹性的问题，有不少地铁公司引进弹性定位线夹。刚性悬挂弹性定位线夹主要适用于120ｋｍ／ｈ地铁线路的架空刚性悬挂垂直悬吊安装铝合金汇流排。该汇流排及接触线的重力由线夹内弹簧来承担，其弹簧压缩长度与接触网系统的跨距、汇流排自重及弓网接触力有关，保证了汇流排有上升以及下降的空间，在加强弓网跟随性的同时也能缓冲弓网冲击力的能量。其主要作用是在列车高速行驶时，使得刚性接触网系统既有“刚性”，又有一定的“弹性”。在运营使用过程中，证明了其具有改善减少列车在高速区段时的拉弧和弓网设备磨损的功能。
4.2优化弓网选型
弓网之间的磨耗以及接触点的允许电流，很大程度上依赖于滑板和接触线的型号组合。不同型号的弓网在材料、结构等方面的组合影响了弓网的电接触特性、机械摩擦性以及受电弓的跟随性。碳滑板已被证明特别适用于匹配铜和铜合金接触线。碳滑板的自润滑性能及耐电弧性能较好，但导电性能较差，需要提防电气列车停车时的静态接触温升引起滑板局部温度超过允许限度的危险；此外，纯碳滑板的硬度还需要进一步提高。地铁的接触线主要是铜或银铜合金材料，如东莞地铁２号线采用的是银铜接触线。由于地铁列车采用直流供电，电压较低，通过弓网接触点的电流较大，这就造成高电阻率的纯碳滑板无法适用于地铁列车的受电弓。在碳滑板的基础上，将铅、锡、铜等金属按照一定比例熔化成熔融态合金，经过加压等工艺融进碳滑板空气间隙形成浸金属碳滑板，其既具有粉末冶金滑板机械强度高、电阻率小的特点，又具有纯碳滑板对接线磨耗小、在接触线摩擦表面易形成润滑膜和燃弧性能强的优良性能，且具有弓头归算质量小、弓网跟随性强的特点。在地铁取流中，浸金属碳滑板与银铜合金导线的组合是一个比较合理的选择。
4.3对接触线偏移拉出值进行调整
第一，为有效处理刚性汇流排中间接头部位的异常磨耗问题，可从接触网设备安装初期入手，对施工单位的工程质量进行严格控制，杜绝将汇流排中间接头安装在悬挂点±1.0m范围内；如实在无法避免个别中间接头在悬挂点±1.0m范围内时，应提前将中间接头与附近的悬挂点调平，同时尽量缩小相邻跨距内的导高变化率以减少中间接头处的磨耗。在接触网运营初期，需要安排专人及时跟踪巡查中间接头部位接触线磨损情况，若观察发现有磨耗大的问题，需及时对汇流排中间接头进行调整；第二，必须针对刚性关节、绝缘分段器、以及线岔拉出值进行严格控制，误差标准为±20.0mm，单开道岔拉出值与中线汇流排中心线的间隔距离为200mm，误差值控制在±20.0mm标准内。无论是对于直线或曲线段来说，分段绝缘器安装位置与接触线的拉出值应当控制为0，而相对于轨道中心线而言，接触线拉出值最大误差应控制为±10.0mm范围内。
结语
总之，弓网异常磨耗的预防与控制，涉及理论设计、施工标准、维修模式、物资采购、线路条件等多方面的因素，也是设计院、供货商、施工方、运营维修人员需要合作研究的课题。现阶段而言，弓网磨耗的控制措施还有赖于各方面人员通过交流、总结、创新等渠道去加以完善，达到均匀减缓磨耗、避免异常磨耗的目标，保证安全运营的同时节约运营成本。
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论文作者:段小蓉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：磨耗论文; 刚性论文; 滑板论文; 异常论文; 拉出论文; 磨损论文; 弹性论文; 《基层建设》2019年第26期论文;