廣州地鐵接觸軌系統(tǒng)端部彎頭的維護(hù)與維修

廣州地鐵接觸軌系統(tǒng)端部彎頭的維護(hù)與維修

1彎頭的設(shè)置和連接廣州地區(qū)4號(hào)和5號(hào)線采用接觸式能源。運(yùn)營(yíng)列車(chē)通過(guò)收集來(lái)自接觸式鋼帶的能源，獲得能耗。接觸軌端部彎頭作為接觸軌系統(tǒng)的重要設(shè)備,主要是為了保證集電靴順利平滑通過(guò)接觸軌斷軌處而設(shè)置。以廣州地鐵5號(hào)線為例。滘口——文沖段接觸軌長(zhǎng)約32.03km,上下行接觸軌長(zhǎng)約64.06km,包含5個(gè)存車(chē)線和折返線,共計(jì)有335個(gè)端部彎頭。接觸軌斷口數(shù)量較多,勢(shì)必造成列車(chē)集電靴與端部彎頭的沖擊頻率加大,影響安全運(yùn)營(yíng)。2端部彎頭預(yù)彎和表面清洗現(xiàn)階段廣州地鐵已經(jīng)投入運(yùn)行的端部彎頭構(gòu)造無(wú)任何方向性,它與接觸軌的連接同接觸軌之間的連接方式一樣,可被安裝在任何一個(gè)區(qū)段的末端,其安裝方法如圖1所示。端部彎頭采用兩個(gè)絕緣支架支撐,與接觸軌采用普通接頭或者用中間接頭電連接,端部構(gòu)造無(wú)方向性;與接觸軌有同樣的截面和形狀,可確保其接頭處高度相同,能與任意成品接觸軌斷面相匹配,無(wú)須進(jìn)行打磨(如圖2、3所示);具有良好的耐電弧燒損、耐沖擊等特性。工廠加工端部彎頭時(shí)用標(biāo)尺嚴(yán)格檢驗(yàn)坡度。每個(gè)端部彎頭的端部都經(jīng)過(guò)預(yù)彎,坡度更大一些,這樣能保證其具有更好的自熄弧特性。端部彎頭預(yù)彎以后,采用鋁合金做填充劑,進(jìn)行氣體保護(hù)金屬極電弧焊;焊后進(jìn)行接口表面的清洗處理,以避免焊接后出現(xiàn)焊接裂紋和焊接應(yīng)力。端部彎頭分5.2m和3.4m兩種。5.2m端部彎頭質(zhì)量為62.3kg,3.4m端部彎頭質(zhì)量為49.3kg。末端絕緣支架的安裝可根據(jù)軌道及線路情況選用合適的端部彎頭。5.2m端部彎頭的坡度為1:40,端部彎頭末端絕緣支架處接觸軌接觸面距軌面高度為285mm±5mm;3.4m端部彎頭的坡度為1:30,端部彎頭末端絕緣支架處接觸軌接觸面距軌面高度為265mm±5mm。如圖4所示,端部彎頭設(shè)有兩處絕緣支撐安裝,其中靠近連接孔處的絕緣支撐安裝與正常接觸軌安裝相同,另一處的絕緣支撐安裝可以根據(jù)軌道及線路情況選用合適的接觸軌端部彎頭安裝圖。3接觸軌檢測(cè)在電分段處、道岔處及車(chē)站換邊等處,接觸軌設(shè)置斷軌。斷軌采用接觸軌自然斷開(kāi)方式。在斷軌處接觸軌端部均設(shè)置端部彎頭,斷口長(zhǎng)度一般不大于14m,最長(zhǎng)不大于29.5m。以5號(hào)線為例,在正線、存車(chē)線等一般長(zhǎng)渡線處使用5.2m端部彎頭,在空間狹窄的短渡線處使用3.4m端部彎頭。5號(hào)線的電客車(chē)為L(zhǎng)型車(chē),由6節(jié)車(chē)廂組成;列車(chē)牽引系統(tǒng)由3個(gè)相同單元組成,且3個(gè)單元之間相互獨(dú)立。單元車(chē)集電靴間距是29.8m長(zhǎng)。集電靴處于正常工作位置時(shí),與接觸軌的接觸壓力為120N。集電靴是由一套2個(gè)彈簧和4個(gè)彈性鉸鍵軸承組成的機(jī)構(gòu),用于保證碳滑板磨損后與接觸軌的壓力不受影響。端部彎頭具有良好的耐電弧燒損及耐沖擊特性,其工作原理見(jiàn)圖5。列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中,一般情況下集電靴處于與接觸軌鋼帶脫離的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(簡(jiǎn)稱為出靴),端部彎頭拉弧會(huì)比較嚴(yán)重;集電靴與接觸軌鋼帶接觸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(簡(jiǎn)稱為入靴),端部彎頭所受沖擊作用比較明顯。根據(jù)《廣州地鐵接觸軌運(yùn)行檢修規(guī)程》,端部彎頭的檢修周期為6個(gè)月。以5.2m端部彎頭為例,檢修時(shí)首先校核其技術(shù)參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn),要測(cè)量1#、2#定位點(diǎn)處接觸軌的導(dǎo)高和拉出值。其中1#定位點(diǎn)處接觸軌的導(dǎo)高是(200±5)mm,拉出值是(1510±5)mm;2#定位點(diǎn)處接觸軌的導(dǎo)高為(285±5)mm,拉出值(1510±5)mm;端部彎頭預(yù)彎點(diǎn)1處接觸軌的導(dǎo)高為200mm,端部彎頭預(yù)彎點(diǎn)2處接觸軌的導(dǎo)高應(yīng)為300mm,端部彎頭末端3處接觸軌導(dǎo)高應(yīng)為326mm。其次,還要測(cè)量定位點(diǎn)1#、2#絕緣支架的間距是否符合圖5所示標(biāo)準(zhǔn)。具體檢修內(nèi)容為:檢查受流面是否有電弧燒傷痕跡;檢查接頭是否松動(dòng),導(dǎo)電油脂是否均勻足夠;檢查端部彎頭末端的擺動(dòng)情況;測(cè)量檢查端部彎頭上彎狀態(tài)是否符合要求,不符者進(jìn)行調(diào)整;測(cè)量端部彎頭末端、上彎始點(diǎn)、絕緣支架處受流面與軌面的高度、坡度及與軌面中心線的距離,檢查是否符合要求,不符者進(jìn)行調(diào)整。以5.2m端部彎頭為例,列車(chē)出站過(guò)程中,集電靴碳滑板在端部彎頭受流時(shí),集電靴碳滑板和接觸軌鋼帶是從完全接觸到臨界接觸、再?gòu)拈_(kāi)始脫離直到完全脫離的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。其具體接觸取流過(guò)程是:1#定位點(diǎn)處集電靴碳滑板全部接觸接觸軌鋼帶受流面,在預(yù)彎點(diǎn)1處接觸軌開(kāi)始緩慢抬高;集電靴也開(kāi)始緩慢抬高,但保持接觸壓力基本不變。由于集電靴向接觸軌表面自由延伸只有60mm(按照端部彎頭坡度1:40,可以計(jì)算出集電靴和接觸軌臨界接觸位置是在距離1#定位點(diǎn)約1500mm處,即圖5中4點(diǎn)位置)。此時(shí)集電靴開(kāi)始逐漸脫離接觸軌。在圖5中4點(diǎn)和端部彎頭末端3處,集電靴碳滑板和接觸軌鋼帶始終存在一個(gè)接觸空檔區(qū)域,形成放電間隙,產(chǎn)生電弧。為了減輕集電靴對(duì)接觸軌放電電弧的強(qiáng)度,接觸軌采用坡度形式逐漸加大兩者間放電間隙,盡量減少電弧對(duì)接觸軌設(shè)備的損傷。同時(shí),在2#定位點(diǎn)和端部彎頭末端3處增加預(yù)彎點(diǎn)2,是為了快速消除電弧,具有自熄弧功能。此外,如果列車(chē)進(jìn)出站速度沒(méi)有控制在設(shè)計(jì)速度以內(nèi),會(huì)造成如下現(xiàn)象:①列車(chē)進(jìn)出站速度大于設(shè)計(jì)速度,則會(huì)造成集電靴碳滑板與接觸軌存在“跳動(dòng)”的現(xiàn)象,燒傷接觸軌鋼帶和集電靴碳滑板;②列車(chē)進(jìn)出站速度小于設(shè)計(jì)速度,則會(huì)造成集電靴碳滑板和接觸軌鋼帶無(wú)法及時(shí)脫離,電弧強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步提高,同樣會(huì)燒傷接觸軌鋼帶和集電靴碳滑板。經(jīng)過(guò)大量觀察和試驗(yàn),5.2m端部彎頭在滿足1:40的坡度比,且列車(chē)進(jìn)出站速度控制在設(shè)計(jì)速度以內(nèi)時(shí),基本可以消除明顯的拉弧現(xiàn)象。另外,當(dāng)列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中,單元車(chē)集電靴處于不同供電分區(qū)時(shí),由于不同供電分區(qū)存在電壓差,可能導(dǎo)致集電靴碳滑板和接觸軌鋼帶拉弧比較嚴(yán)重,燒傷接觸軌鋼帶,產(chǎn)生麻點(diǎn)。而接觸軌鋼帶厚度僅為6mm,集電靴碳滑板和接觸軌鋼帶接觸屬于滑動(dòng)摩擦,當(dāng)集電靴每次經(jīng)過(guò)相同的端部彎頭位置時(shí),會(huì)把上一次產(chǎn)生的麻點(diǎn)摩擦掉,鋼帶磨耗較重,同時(shí)還會(huì)再一次燒傷接觸軌鋼帶,重新產(chǎn)生麻點(diǎn)。這樣周而復(fù)始,接觸軌鋼帶可能會(huì)產(chǎn)生魚(yú)鱗狀的磨痕,局部會(huì)被磨損變薄,甚至產(chǎn)生明顯的凹槽,嚴(yán)重影響靴軌關(guān)系,也會(huì)縮短端部彎頭的使用壽命。最后,目前在正線特別是在道岔、岔群區(qū)內(nèi),存在個(gè)別接觸軌錨段;由于設(shè)計(jì)缺陷和限界等原因,接觸軌相鄰錨段距離超出列車(chē)集電靴間的長(zhǎng)度,或者列車(chē)兩相鄰集電靴剛好卡在接觸軌空擋處,造成列車(chē)單元車(chē)失電,致使端部彎頭拉弧現(xiàn)象更加明顯。為此,可采取加長(zhǎng)錨段長(zhǎng)度或增加一個(gè)錨段;對(duì)于因限界要求無(wú)法增加錨段的區(qū)域,可縮小列車(chē)集電靴間的長(zhǎng)度,以滿足取流連續(xù)。因此,在設(shè)計(jì)階段,需充分考慮線路條件和列車(chē)取流的實(shí)際情況,盡量避免斷電區(qū)的存在,確保列車(chē)能平穩(wěn)取