剛性接觸網常見故障及防范措施研究

[摘    要] 接觸網是地鐵供電系統中的一個非常關鍵的設 施，對地鐵列車運行有著相當大的影響。剛性接觸網屬于架空接觸網的一種，在我國的應用時間比較短。無論是設計施工還是運營維護，都需要不斷提高。其中存在的問題也比較多，給地鐵的正常運行造成了一定的影響。文章就剛性接觸網的常見故障進行了分析和研究，從而提出了一些有針對性的防范措施，以期能為我國的地鐵失業做出貢獻。

[關鍵詞] 剛性接觸網 故障 地鐵供電系統

剛性接觸網屬于架空接觸網的一種，廣州地鐵 一號線于 2003 年首次引進該技術，由于其具有多種 優點，如結構簡單、維護方便、使用性能良好等， 在我國各大城市的地鐵中被廣泛采納使用。但隨著 剛性接觸網的廣泛應用，其存在的各種問題也逐漸 暴露了出來，如接觸線拉弧燒損或脫槽、懸掛變形 或絕緣子異常破損等，在影響地鐵正常運行的同時 還有一定的安全隱患，因此，針對剛性接觸網常見 故障防范措施的研究是非常有必要的。

一、 剛性接觸網常見故障分析

1. 接觸線拉弧燒損 

導致接觸線拉弧燒損的原因有多種，包括跨距 設計不合理、接觸線脫槽、小曲線半徑處剛性定位 線夾選擇不合理匯流排卡滯變形、受電弓過分段、 道岔和錨段關節不平滑等。 只有在懸掛剛體的連續平滑程度盡可能沒有變 化的時候，受電弓才會良好受流。然而在現實中， 決定連續平滑程度的是懸掛剛體的撓度以及剛度 來，如果匯流排已經定型，那么剛體撓度會隨著跨 距的增加而增加，影響受電弓受流。受電弓無離線 取流的基本條件是剛性懸掛的平滑程度。通過理論 數據和現實經驗總結得知，跨距以 8 m 為最佳，最 大不超過 10 m。國內目前使用的剛性接觸網定位線夾主要有兩 種，一種為線夾本體和連接螺栓能夠旋轉，另一種 為固定焊接不能旋轉。這兩種定位線夾的選擇也需 要根據實際情況進行。如果在小曲線半徑處固定的 定位線夾，那么就會因為匯流排熱脹冷縮、長期卡 滯、受電弓水平矢量沖擊等原因的作用，產生匯流 排變形的情況。匯流排一點發生變形，就會導致弓 網接觸不平滑或者是硬點打弓離線拉弧。 導致拉弧情況出現的因素主要包括兩方面：一 方面是地鐵在運行過程中轉向架產生的產生振動以 及受電弓發生偏移，導致受電弓碳板的工作面與軌 道面不能一直保持水平。從而出現拉??；另一方面 是接觸線沒有完全入槽以及技術方面的因素沒有調 整好，導致受電弓在關節處發生拉弧，從而導致匯 流排錨段關節、線岔、分段處發生拉弧。

2. 錨段關節處匯流排絕緣子問題 匯流排絕緣子的問題包括傾斜、破損、脫落等。

造成匯流排絕緣子傾斜的因素主要是定位線夾設計不合理加上地鐵行進方向及隧道風亭排風而導 致的，所以，定位線夾與匯流排結合處的平滑過度 是非常關鍵的；在安裝的過程中，一定要保持定位 線夾與匯流排的垂直和平行；匯流排自身受溫度影 響的變化以及地跌運行帶來的作用力。 匯流排定位絕緣子的臟污以及破損主要是來自 地鐵滑板粉塵和施工作業。當絕緣子臟污過度、浸 水等情況下，就非常容易出現被電流擊穿的情況。 匯流排定位絕緣子的問題還有脫落，包括絕緣 子與定位線夾脫落、絕緣子與定位槽鋼脫落等，主 要是由于剛性懸掛的連接點基本都是使用螺紋連 接，沒有設計緩沖功能，一旦受到來自受電弓不斷 撞擊就會產生巨大振動，進而脫落。

3. 接觸線與匯流排結合處存在脫槽

導致接觸線脫槽的因素是綜合性的，首先是安 裝過程中出現了硬彎，導致匯流排鉗口處存在異物， 然后在投入使用中經常遇到隧道漏水的情況，慢慢 形成的水垢、膨脹，最后導致脫槽，發生拉弧現象。

4. 磨耗異常

磨耗異常的部位經常出現在剛柔過渡處、剛性 接頭處以及受電弓。剛柔過渡處的磨耗異常是由于 該部位的電纜比較多，在加上受電弓彈性力不均勻 而導致的；剛性接頭處磨耗異常是由于接頭處有下 沉的情況存在導致；受電弓的磨耗異常主要出現在 特定的幾個地方，主要是由于剛性接觸網懸掛的影 響以及剛性匯流排設置方面的因素，從而造成受力 不均勻，在受力集中的部位出現磨耗異常。

5. 螺紋滑牙以及螺栓松動

螺紋滑牙主要出現在中間接頭處，主要是由于 剛性懸掛沒有抬升量，而來自地鐵的振動力量是不 間斷的，尤其是地鐵密度比較大的時候，振動產生 的能量會不斷疊加，造成中間接頭螺紋滑牙。

螺栓松動主要是 T 型頭螺栓為主，T 型頭螺栓 大多設置在剛性接觸懸掛的定位底座槽鋼上，在地 鐵振動能量的沖擊下，會出現偏轉的情況，久而久 之就會導致螺栓松動脫落。

 二、 剛性接觸網常見故障防范措施

1. 匯流排故障防范措施 

（1）材料的選擇非常重要，應該盡量選擇熱脹 冷縮性能較好的匯流排，安裝時特別要注意與定位 線夾連接出的干凈程度，為了避免卡滯的出現，要 保證匯流排會定位線夾在同一平面。 

（2）清掃工作一定要加強，特別是污染嚴重的 區域。同時，還要注意溫度對接觸網線索調整的影 響；要經常檢查地鐵周邊，發現可能對接觸網供電 安全造成影響的潛在因素要及時解決；此外，還要 對上跨建筑物進行清掃，消除潛在的隱患。 

（3）匯流排定與位線夾的結合處必須保證平 滑，在安裝時，一定要保證定位線夾與匯流排垂直 平行，在設計時，要把環境、溫度以及地鐵運行振 動對匯流排的影響因素考慮進來，適當設置一些冗 余措施。通常情況下，地鐵帶來的原因是無法改變的，可以選擇把錨段關節、線岔處的非工作支高出 工作支 0.5 cm 左右，保證過渡處的平滑，在非絕緣 錨段關節適當多設置一些電聯接，分段絕緣器滑板 與匯流排的高差控制在 0.1 cm 左右。此外，安裝過 程中必須要把接觸線完全嵌入在卡槽中，防止拉弧 現象的產生。 

（4）在進行接觸線放線時，一定不能讓接觸線 有硬彎的情況出現，同時要清潔匯流排鉗口，保證 其的清潔程度。地鐵運營后，要加強隧道的清掃工 作，保證隧道干凈和不潮濕，在比較潮濕的地段， 建議為匯流排設置防雨罩，同時，要做好匯流排排 水，避免有水滯留而導致故障產生。

2. 磨耗異常防范措施 

在施工時，一定要按照設計的標準和要求進行， 保證施工質量，匯流排的設置要精確。此外，可采用多剝離電纜皮或者軟銅線替代的方式來降低剛柔 過渡處連接電纜收到的應力，同時，可通過增大剛 柔過度的長度、在中間接頭處設置冗余措施，來防 止磨耗異常。

3. 螺栓松動、螺紋滑牙防范措施 

目前對于 T 型頭螺栓松動還沒有更好的解決措 施，通常都是加大排查力度，發現松動及時緊固。 然而要達到螺栓長期緊固的目的，可采用設置彈性 墊圈的措施來緩解螺栓松動，設置帶插銷的螺栓， 同時要以減少零部件數量的方式來降低連接點。 在解決螺紋滑牙時，普遍采用的措施是更換接頭，但是這比較繁瑣，且不能從根本上解決問題。因此，建議從選材以及連接工藝方面入手，在選用中間接頭材料時，要充分考慮其硬度更、耐磨性等 性能；此外，通過對連接工藝的改進，讓螺紋的受 力得到分散，減少其損壞的頻率。

三、 結語

剛性接觸網由于其具結構簡單、維護方便、使用性能良好等多種優點，在我國各大城市的地鐵中 被廣泛采納使用。但在地鐵運行的過程中，其存在 的各種問題也逐漸暴露了出來，如接觸線拉弧燒損 或脫槽、懸掛變形或絕緣子異常破損、螺栓松動、螺紋滑牙等，在影響地鐵正常運行的同時還有一定的安全隱患。但目前國內針對剛性接觸網運營維護 管理等方面的經驗還不夠豐富，所以，要針對已經出現的問題不斷研究摸索，總結經驗，做好防范措施。