城市軌道架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗與解決措施

城市軌道架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗與解決措施摘要：地鐵架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常對地鐵運營的安全性及可靠性造成一定影響。因此，必須采取相應(yīng)的處理措施，保障地鐵列車運行的安全可靠。本文主要對架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗的原因及解決措施進行探索，供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：架空剛性接觸網(wǎng)；弓網(wǎng)；磨耗；解決

一、架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常分析

架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)在日常運行過程中容易受到各種因素影響而出現(xiàn)磨損異常的情況，影響到地鐵車輛運營的安全性及穩(wěn)定性。比較常見的磨耗現(xiàn)象有波浪型、裂紋型、中心偏磨型等磨耗現(xiàn)象。這種磨耗異常的剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)，存在很大的安全隱患，如滑板從位置脫落下來、形成的凹陷程度對電弓滑板的使用壽命造成直接影響。

二、弓網(wǎng)異常磨耗原因

（一）接觸網(wǎng)受電弓工作面不規(guī)則。

在地鐵接觸網(wǎng)受電弓工作面出現(xiàn)的不規(guī)則問題會導(dǎo)致受電弓碳滑板嚴重磨損，誘發(fā)其表面性狀不規(guī)則的主要原因是：剛性接觸懸掛按照正弦波性，現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)顯示拉出最大值達到150～250mm左右，使接觸網(wǎng)偏移值相對于受電弓配送中心密度分布呈現(xiàn)出波紋狀改變，導(dǎo)致碳滑板長時間處于弓網(wǎng)接觸摩擦狀態(tài)下，形成性狀上的不規(guī)則性。典型故障表現(xiàn)（如圖1所示）。

圖1典型故障表現(xiàn)圖

(二)接觸線磨耗不均勻。

軌道交通系統(tǒng)中地鐵車輛運行加速度接觸線會在很大程度上導(dǎo)致接觸網(wǎng)發(fā)生磨損，造成電弧侵蝕的問題。在加速段中，地鐵列車加速擺動，導(dǎo)致弓網(wǎng)劇烈震動，加之受電弓并非完全平滑，因此在地鐵列車運行過程中所出現(xiàn)的接觸壓力變化有可能造成接觸線產(chǎn)生異常磨耗。由此，這部分接觸線的磨耗速度較其他區(qū)域而言異常增加，致使弓網(wǎng)明顯磨損。結(jié)合地鐵的實際情況來看，造成接觸線磨耗不均勻的主要問題包括以下幾點:第一，剛性匯流排中間接頭部位的異常磨耗。由于匯流排中間接頭安裝導(dǎo)高過低，導(dǎo)致剛性懸掛在接頭處形成硬點。在受電弓通過此區(qū)域時，沖擊力異常增加進而致使接觸線損耗問題的產(chǎn)生。除此以外，在地鐵沿線匯流排接頭的安裝過程中，如接頭恰好處于剛性懸掛點士1.0m范圍內(nèi)，導(dǎo)致懸掛點與跨中導(dǎo)高變化率過高，磨耗問題也會有所加劇;第二，三號線接觸網(wǎng)剛性錨段關(guān)節(jié)兩線間距為280毫米，理想情況下兩接觸線的拉出值為士140mm，因隧道環(huán)境限制，個別錨段關(guān)節(jié)有一根接觸線拉出值超過了200mm，當受電弓通過時，受電弓200二處可能有最大一5mm的凹槽會對接觸線產(chǎn)生異常磨耗;第三，彎道處因列車晃動等原因受電弓與接觸線面不能平穩(wěn)接觸或接觸面不正，導(dǎo)致出現(xiàn)側(cè)磨。

三、架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常解決措施

（一）對接觸線偏移拉出值進行調(diào)整。

為有效解決城市軌道交通接觸網(wǎng)中弓網(wǎng)磨耗的問題，關(guān)鍵在于使接觸線相對于受電弓中心分布密度符合正態(tài)分布規(guī)律(如圖2所示)，因此就涉及到對接觸線偏移拉出值的調(diào)整。為實現(xiàn)該目標，可采取的技術(shù)手段有以下幾個方面:第一，為有效處理剛性匯流排中間接頭部位的異常磨耗問題，可從接觸網(wǎng)設(shè)備安裝初期入手，對施工單位的工程質(zhì)量進行嚴格控制，杜絕將匯流排中間接頭安裝在懸掛點士1.0m范圍內(nèi);如實在無法避免個別中間接頭在懸掛點士1.0m范圍內(nèi)時，應(yīng)提前將中間接頭與附近的懸掛點調(diào)平，同時盡量縮小相鄰跨距內(nèi)的導(dǎo)高變化率以減少中間接頭處的磨耗。

圖2接觸線拉出值正態(tài)分布規(guī)律圖

在接觸網(wǎng)運營初期，需要安排專人及時跟蹤巡查中間接頭部位接觸線磨損情況，若觀察發(fā)現(xiàn)有磨耗大的問題，需及時對匯流排中間接頭進行調(diào)整;第二，必須針對剛性關(guān)節(jié)、絕緣分段器、以及線岔拉出值進行嚴格控制，誤差標準為士20.0mm，單開道岔拉出值與中線匯流排中心線的間隔距離為200mm，誤差值控制在士20.0mm標準內(nèi)。無論是對于直線或曲線段來說，分段絕緣器安裝位置與接觸線的拉出值應(yīng)當控制為0，而相對于軌道中心線而言，接觸線拉出值最大誤差應(yīng)控制為士10.0mm范圍內(nèi)。

（二）對弓網(wǎng)選型的優(yōu)化

架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常，很多情況下都是因弓網(wǎng)使用選型的不合理，弓網(wǎng)不符合實際的使用需求，使得弓網(wǎng)的作用未能得到有效的發(fā)揮，不僅會造成弓網(wǎng)材料的浪費，甚至?xí)绊懙降罔F列車運營的安全性，因此，應(yīng)做好弓網(wǎng)選型優(yōu)化的工作。受電弓和接觸網(wǎng)兩者之間有著緊密的聯(lián)系，而且與弓網(wǎng)的磨耗異常也有著直接的聯(lián)系。而弓網(wǎng)之間的磨耗以及接觸點的允許電流，很大程度上依賴于滑板和接觸線的型號組合。不同型號的弓網(wǎng)在材料、結(jié)構(gòu)等方面的組合影響了弓網(wǎng)的電接觸特性、機械摩擦性以及受電弓的跟隨性。

碳滑板在適用于匹配銅或銅合金接觸線上，碳滑板的耐電弧性能以及自潤滑性能較好，但是，在實務(wù)中的導(dǎo)電性能卻較差，因此，在碳滑板使用的過程中，應(yīng)注意提防列車停車時靜態(tài)接觸溫上升而引發(fā)的滑板局部溫度升高超出安全范圍的危險，有效保證碳滑板使用的穩(wěn)定性。

由于純碳滑板的硬度偏低，因此，在純碳滑板使用的過程中，應(yīng)適當?shù)靥岣呒兲蓟宓挠捕?，才能更好地滿足架空剛性接觸網(wǎng)的運行需求，從而有效地保證地鐵列車運營的安全性、可靠性。

（三）合理改善剛性接觸網(wǎng)的彈性

當前的架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常主要受到剛性接觸網(wǎng)的彈性所影響，因此，要規(guī)避架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常的發(fā)生，應(yīng)切實有效地改善剛性接觸網(wǎng)的彈性。

為了改善剛性接觸網(wǎng)的彈性，很多地鐵公司都應(yīng)用了線夾，并結(jié)合實際的情況對線夾進行一個很好的定位，將線夾的作用充分地發(fā)揮出來，這樣才能有效地規(guī)避以往架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)使用不當?shù)膯栴}，從而有效地提升剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)運行的效率。

通過大量的實踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剛性懸掛彈性定位架主要適用在120km/h鐵路線路的加剛性懸掛垂直懸吊安裝鋁合金匯流排中，而且，該匯流排和接觸網(wǎng)的重力都將由線夾內(nèi)彈簧承受，并且彈簧的長度與接觸網(wǎng)系統(tǒng)的跨距、弓網(wǎng)接觸力、匯流排的自重等有著直接的關(guān)系，因此，應(yīng)保證匯流排使用的過程中，有著上升和下降的空間，從而保證剛性接觸網(wǎng)運行的可靠性。

通過對剛性接觸網(wǎng)實際運行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過對剛性接觸網(wǎng)彈性的改善之后，在列車高速行駛的過程中，能夠使剛性接觸網(wǎng)系統(tǒng)不僅具有一定的剛性，同時也具有一定的彈性，從而有效地提高架空剛性接觸網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，減少拉弧與弓網(wǎng)設(shè)備之間的磨損，為地鐵列車的正常運營做好充分的保障工作。

（四）剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常的優(yōu)化

架空剛性接觸網(wǎng)是地鐵列車穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，一旦剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)出現(xiàn)磨耗異常的問題，會給列車運營的安全性、可靠性造成極大地影響，因此必須采取有效的處理措施，積極做好剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常問題的解決工作，切實有效地保證架空剛性接觸網(wǎng)運行的可靠性，為列車的安全運營營造一個良好的環(huán)境。如，對剛性接觸網(wǎng)的彈性性能的優(yōu)化，一般采用將懸掛螺桿改為彈性螺桿、定位線夾改為彈性線夾等，當然，從這些優(yōu)化技術(shù)的調(diào)查分析來看，由于這些都是國外的專利技術(shù)，我國地鐵行業(yè)的發(fā)展中引進還存在很大的難度，因此，要對剛性接觸網(wǎng)磨耗異常的優(yōu)化，還應(yīng)采取其他有效的措施。例如，應(yīng)用新型彈性絕緣子可以有效地改善剛性接觸網(wǎng)的彈性，該項技術(shù)也在很多地鐵運營中試用，有著極佳的效果，在未來科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，對剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)