刚性悬挂接触网弓网磨耗探讨
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摘要：刚性悬挂接触网弹性小，弓网磨耗比较大，而且多不均匀，这样对接触网和机车受电弓稳定运行非常不利，本文对弓网磨耗大且不均匀进行研究，并提出了减小弓网磨耗的方案。
关键词：城市轨道刚性悬挂弓网磨耗平面布置弹性
中图分类号：P135 文献标识码：A
接触网按悬挂方式分为刚性悬挂接触网和柔性悬挂接触网。与柔性悬挂接触网相比，刚性悬挂接触网具有工作稳定、安全可靠等有点，被各国城市轨道交通采用，对刚性接触网系统的研究也显得越发重要。刚性接触网系统的研究核心问题是弓网关系，受电弓和接触网作为向列车供电的重要设备，其配合好坏不仅直接影响列车能否安全、可靠、稳定的运行，而且也直接影响受电弓的使用寿命和运营维护成本。
本文针对城市轨道架空刚性接触网的特点，结合对成都地铁1、2号线接触网系统，重点研究刚性悬挂接触网在运行中存在弓网磨耗的问题，为了减小架空刚性接触网弓网磨耗，提出改进方案，为今后架空刚性接触网的施工及运营维管提供参考。
1架空刚性悬挂接触网存在的弓网磨耗问题
成都地铁1、2号线自投入运营以来，经检查，在实际运营过程中，架空刚性悬挂接触网普遍存在弓网磨耗大、磨耗不均匀等问题，主要表现在以下几个方面：
(1)受电弓碳滑板磨耗不均匀。长时间运行后，受电弓碳滑板的磨耗呈不均匀分布，受电弓碳滑板的工作面的形状不规则且高低不平，最大拉出值处（±260mm）受电弓碳滑板磨耗严重。
(2)接触线局部磨耗大。在实际运营中，接触导线出现不均匀磨耗，在列车出站加速段、汇流排中间接头处的接触导线磨耗速度快。
2弓网磨耗对运营的影响
(1)弓网关系变差。运行中，由于受电弓与接触导线是滑动接触，接触线磨耗不均匀，接触线工作面不平滑，受电弓与接触线之间的接触压力会发生较大变化，这样，接触线与受电弓之间容易出现火花，甚至会有拉弧现象产生，此现象在列车加速区段更为严重。拉弧现象又会加重接触线与受电弓的电气磨耗从而产生恶性循环。
(2)接触线的更换周期大大缩短，增加运营维修成本。刚性接触悬挂，理论上可以允许接触线被磨耗至汇流排（此时接触线的磨耗面积达全新接触线截面面积的2/3左右）才需要更换接触线，但假如出现接触线局部磨耗严重时，个别点或区段的接触线很快被磨耗至接近汇流排，而在其他地方磨耗很小，这时，接触线整个锚段就必须更换，增加运营维修成本。
(3)受电弓碳滑板工作面不规则，会造成接触网与受电弓的横向振动或摆动幅度过大，会对接触网的稳定性造成影响，严重时可能会出现受电弓碳滑板凹槽卡线或者拉线。在受电弓通过分段绝缘器时，会造成拉弧，存在烧损分段绝缘器导滑板或者受电弓碳滑板的可能性。
3弓网磨耗原因分析
（1）受电弓碳滑板非均匀磨耗的原因
经研究分析，成都地铁1号线运营线路列车受电弓碳滑板出现不均匀磨耗，其主要原因是架空刚性接触网的平面布置设计不尽合理，导致接触线在受电弓碳滑板上的摩擦时间和摩擦率不均匀。
拉出值采用正弦波布置方式，如图1所示，最大拉出值不超过250mm，最大锚段长度不超过250m。
图1 正弦波拉出值
在刚性接触网拉出值采用正弦波布置方式时，在每个锚段的拉出值在顺线路的变化率不是一个恒定值，即在线路不同区段，接触线在受电弓碳滑板上的摩擦率不一致，因此，运行时间长了之后，受电弓碳滑板上必然会出现凹凸不平的情况。
（2）接触导线局部磨耗大的原因
1）在列车加速区段，弓网关系处于波动状态，冲击力及接触压力均不稳定，很大程度上消耗和磨损了接触网。由于列车加速度较大、取流大，列车运行接触压力的变化产生的火花及电弧将可能拉伤接触线，因此这部分接触线的磨耗速度将加快，容易导致接触线的工作面表现凹凸不平的现象。
2）在汇流排的中间接头处，主要是由于汇流排在此处的弛度较大，形成了局部硬点，造成中间接头处的接触线磨耗较大。形成局部硬点的原因有两点：一是在架空刚性悬挂接触网施工过程中，安装、调整的精度不够；二是运营过程中，由于受电弓碳滑板的接触压力和冲击力无法缓解，造成整个架空刚性悬挂接触网处于振动状态，在长期综合作用下，会造成汇流排中间接头零部件松动，产生驰度，形成硬点。
3）刚性悬挂关节处、线岔非支处接触线的异常磨耗所造成的原因有三个：一是非支的抬高量不够，一般要求2-5mm；二是关节与线岔的布置出现偏差，拉出值选择不当；三是没有考虑到轨道线路的道岔、弯道及机车抖动对弓网关系造成的影响。
4改进建议
刚性接触悬挂接触线的不均匀磨耗、受电弓碳滑板凹凸不平的形状，不利于运营维护，且接触线不均匀磨耗和受电弓碳滑板凹凸不平形成恶性循环，对运营部门来说，不遏制这种现象，将无法确保安全运营。
（1）优化架空刚性悬挂接触网平面布置
建议架空刚性悬挂接触网平面布置设计采用拉出值顺线路方向保持恒定变化率，如图2所示。
图2 改进后的平面布置
架空刚性悬挂接触网的拉出值采用大正弦波的布置方式，在两个锚段之间形成一个正弦波，不论在直线还是曲线段，在顺线路方向拉出值的变化率均保持在3-5mm/m的变化率，使受电弓碳滑板在接触线上的摩擦率基本恒定，磨耗均匀，避免在受电弓碳滑板表面形成凹槽。同时，也使架空刚性悬挂接触网在施工中的拉出值调整更加简单易行，便于保证施工质量。
成都地铁2号线架空刚性悬挂接触网采用此种方案，已运营一年时间，从运营维护的情况看，此种方案能有效的解决受电弓碳滑板磨耗不均匀的问题。
（2）优化架空刚性悬挂接触网弹性性能
对架空刚性悬挂接触网的悬挂支持装置进行优化，增加刚性悬挂支持装置的弹性性能，即将传统的零部件更改为弹性零部件，例如将悬挂螺栓改为弹性螺栓、定位线夹采用弹性线夹、绝缘子采用弹性绝缘子等。
这种方案能够缓解列车在运行过程中受电弓碳滑板对刚性悬挂接触网的冲击，降低弓网间的离线率，减少由于弓网离线拉弧产生的磨耗。
（3）提高施工精度
在架空刚性悬挂接触网的施工过程中，切实保证接触网的高度、驰度、拉出值和汇流排中心对轨面连线垂直度的施工精度，避免形成局部硬点，特别是接触网的坡度必须控制在0.5‰以内。
（4）接触网检查调整
接触网的检查调整是确保弓网关系的重要环节，在运营维护过程中，加强对接触网的定期检查调整，确保弓网关系稳定。
1）定期检查接触网的导高、拉出值等，相邻悬挂点导高变化率不能超过跨距的8‰，拉出值变化率不能超过3-5mm/m，误差不能超过10mm。
2）刚性关节、线岔、分段绝缘器的拉出值严格按照设计要求进行布置，绝缘关节拉出值间距为260mm，非绝缘关节拉出值间距为200mm。
3）刚性悬挂关节、线岔非支的抬高量根据下方线路类型的不同选择抬高量，一般不小于3mm。
5结束语
架空刚性悬挂接触网弓网之间要保持良好的磨耗，就必须保证良好的弓网关系，以上结合成都地铁1、2号线的施工及运营维护情况分析了刚性接触网与受电弓的关系，进而对接触网的设计布置、施工及维护等提出了一些建议，希望能够对架空刚性悬挂接触网的施工和运营维护带来一些帮助。
参考文献
【1】谭冬华.架空刚性接触悬挂弓网磨耗异常的原因分析与解决办法【J】.电气化铁道，2007
【2】于万聚.接触网设计及检测原理.中国铁道出版社.1991：269-345
【3】骆志勇.刚性接触网动态检测技术【J】.都市快轨交通，2005，18（1）