刚性接触网布置方式与受电弓磨耗分析探讨

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇刚性接触网布置方式与受电弓磨耗分析探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：刚性接触网因其具有结构紧凑、无断线隐患、费用较低、安装维护方便等特点，现已成为我国地铁地下线路的接触网首选类型。为此，本文主要就刚性接触网布置方式与受电弓磨耗作了具体的分析，以供参考。

关键词：刚性接触网；受电弓；磨耗

引 言：从已运营的刚性接触悬挂系统来看，较多地 存 着 接 触 线 磨 耗 不 均 匀、受 电 弓 不 规 则 磨 耗、局部接 触 线 磨 耗 率 大 等 问 题。这 些 磨 耗 问 题，不仅会使弓 网 关 系 变 差，影 响 着 受 流 质 量，而 且 还会缩短接触线和受电弓的使用寿命，增加运营维修成本。

1 接触网布置方式的比较

以某地铁线路为例，该地铁二号线架空接触网采用正弦波形布置方式，而地铁一号线柔性接触网采用“之”字形布置方式，考虑到接触线的磨耗，2 种布置方式的主要区别示意图如图 1 所示。其中，D 为接触线磨耗宽度，S 1、S 2 为受电弓一碳滑板上某点在 2种布置方式下 1/4 周期内滑过的长度。由图 1 可以看出，在刚性接触网中，当受电弓以某一速度滑过时，S 1

图 1 架空接触网布置方式示意图

2 弓网磨耗的原因分析

2.1 悬吊结构刚度大造成个别部位弓网磨耗加大

受电弓运行时，因其高度发生变化会产生惯性力Pa； 受电弓发生高度变化时，其自身结构还会产生相应的摩擦力 P m； 另外，空气动力P k也将作用在运行中的受电弓上。

受电弓向上运动时： P = P 0-P m-P a-P k

受电弓向下运动时： P = P 0 + P m + P a + P k

式中： P――弓网间接触压力，N；

P 0 ――受电弓静态压力，N；

P m ――受电弓铰接处的摩擦阻力，N；

P a ――受电弓惯性力，N，由受电弓归算质量及垂直加速度决定；

P k ――作用在受电弓上的空气动力，N。

在列车运行时，弓网间的接触压力是变化的，且随着运行速度的提高，接触压力的最大值和变化幅度也随之增大。运行速度为 80 km/h 时接触线和受电弓滑板机械磨耗的检测数据见表 1、图1～图2。随着接触压力的增大，接触线和受电弓滑板的机械磨耗加大，且接触线磨耗比的增加率要比受电弓滑板磨耗比的增加率大。

表 1 接触线和受电弓滑板的机械磨耗比

图 1 接触线机械磨耗比与接触压力的关系

图 2 受电弓滑板的机械磨耗比与接触压力的关系

当车辆运行至锚段关节、线岔、分段绝缘器等处时，受电弓将由单支悬挂接触到双支悬挂，或接触到单个集中荷载。由于悬吊结构刚度很大、弹性近乎为零，受电弓所受的接触压力和冲击力没法得到缓解，从而可能出现弓网间接触压力的峰值，使得这些部位接触线的机械磨耗偏大。

2.2 电压差引起弓网电气磨耗

刚性接触网在正常运行时，其越区隔离开关分闸，由相邻的牵引变电所双边供电。牵引变电所馈线向接触网供电的示意见图 3。

图 3 牵引变电所馈线供电示意

根据图 3 所示，绝缘锚段关节两端上网点处的电压分别为：

U 1 = U-I 1 R 1

U 2 = U-I 2 R 2

式中： U 1、U 2 ―――分别为绝缘锚段关节两端上网点处的电压；

U――牵引变电所正极母线电压；

I 1 、I 2 ――分别为牵引变电所馈线电流；

R 1 、R 2 ――分别为牵引变电所至接触网上网点的馈线电阻；

在实际运行中，R 1 、R 2 、I 1 、I 2不尽相同，尤其是 I 1 、I 2有时相差较大，则在绝缘锚段关节处会形成一个电压差 ΔU，其值为： ΔU= U 1-U 1。当受电弓滑板在短接两个供电臂的瞬间，在短接处会产生电火花或电弧，对接触线和受电弓滑板造成电气磨耗。

3 弓网磨耗的改善措施

3.1 综合考虑刚性接触网的布置

在进行刚性接触网设计时，要对整条线的接触网布置进行综合考虑。应重点注意： （1） 在低速区段，接触线拉出值适当减小，锚段长度适当增大； 在高速区段，则接触线拉出值适当增大，锚段长度适当减小。（2） 全线接触线拉出值的分布密度应呈正态形分布。（3） 刚性接触网的悬挂跨距宜为 6～8 m，不应大于10 m。（4） 在变坡区段，根据车辆的运行速度，接触线的坡度宜为2‰～5‰。（5） 合理确定汇流排悬臂的长度，减小汇流排的变形。

3.2 选择相匹配的受电弓

接触网和受电弓是一个系统整体，不同运行速度的线路要有与之相适应的接触网类型及参数，同时也要求应有与接触网类型相匹配的受电弓。就提高弓网接触性能、减小弓网间磨耗而言，受电弓的静态接触压力应为 100～140N，受电弓框架应为气囊悬挂方式，弓头质量应比较小，弓头结构应保证联动的滑板能可靠地与接触线相接触，滑板材料的电阻率应较小。

在同一条线路上，最好使用同一种滑板，如果混合使用不同材质的滑板，将形成不同的接触线表面结构，会使接触线和滑板的磨损率明显加剧。

平时加强受电弓的检查，当碳滑板凹凸超过 1～2 mm 时，及时进行打磨，使其工作面平滑。

3.3 精心进行接触网施工和检修

刚性悬挂接触网的安装精度要求高、调节范围小，要严格控制每一道工序的施工质量。在进行施工安装时，应重点注意：

（1） 短汇流排安装位置应靠近悬挂定位点，避免放于跨中位置，最好使定位点位于短汇流排中部。

（2） 汇流排中间接头尽可能靠近悬挂定位点，避免处于或靠近跨中，也应避开处于悬挂定位线夹位置。

（3） 中心锚结时两端锚结绳的张力应一致，且不能使锚固点出现负弛度。

（4） 对于锚段关节、线岔、分段绝缘器、刚柔过渡等处，要保证受电弓的过渡平滑。

（5） 接触线工作面应平行于两轨面连线。

4 结束语

刚性接触悬挂在我国的实际应用起步较晚，随着应用工程的增多，出现的技术问题也将会更多、更为复杂，需要同行们不断努力加以研究和解决。

参考文献：

[1]徐福云.？？接触网附近施工的安全防护[J].？民营科技.？2008（11）.

[2]吴嫱.？？接触网设备电气烧伤问题的探讨[J].？同煤科技.？2009（01）.

[3]杨庆和.？？接触网动态质量分析系统的开发[J].？铁道机车车辆.？2009（02）.