城市轨道架空刚性接触网弓网磨耗与解决措施

城市轨道架空刚性接触网弓网磨耗与解决措施摘要：地铁架空刚性接触网弓网磨耗异常对地铁运营的安全性及可靠性造成一定影响。因此，必须采取相应的处理措施，保障地铁列车运行的安全可靠。本文主要对架空刚性接触网弓网磨耗的原因及解决措施进行探索，供同行借鉴参考。

关键词：架空刚性接触网；弓网；磨耗；解决

一、架空刚性接触网弓网磨耗异常分析

架空刚性接触网弓网在日常运行过程中容易受到各种因素影响而出现磨损异常的情况，影响到地铁车辆运营的安全性及稳定性。比较常见的磨耗现象有波浪型、裂纹型、中心偏磨型等磨耗现象。这种磨耗异常的刚性接触网弓网，存在很大的安全隐患，如滑板从位置脱落下来、形成的凹陷程度对电弓滑板的使用寿命造成直接影响。

二、弓网异常磨耗原因

（一）接触网受电弓工作面不规则。

在地铁接触网受电弓工作面出现的不规则问题会导致受电弓碳滑板严重磨损，诱发其表面性状不规则的主要原因是：刚性接触悬挂按照正弦波性，现场实测数据显示拉出最大值达到150～250mm左右，使接触网偏移值相对于受电弓配送中心密度分布呈现出波纹状改变，导致碳滑板长时间处于弓网接触摩擦状态下，形成性状上的不规则性。典型故障表现（如图1所示）。

图1典型故障表现图

(二)接触线磨耗不均匀。

轨道交通系统中地铁车辆运行加速度接触线会在很大程度上导致接触网发生磨损，造成电弧侵蚀的问题。在加速段中，地铁列车加速摆动，导致弓网剧烈震动，加之受电弓并非完全平滑，因此在地铁列车运行过程中所出现的接触压力变化有可能造成接触线产生异常磨耗。由此，这部分接触线的磨耗速度较其他区域而言异常增加，致使弓网明显磨损。结合地铁的实际情况来看，造成接触线磨耗不均匀的主要问题包括以下几点:第一，刚性汇流排中间接头部位的异常磨耗。由于汇流排中间接头安装导高过低，导致刚性悬挂在接头处形成硬点。在受电弓通过此区域时，冲击力异常增加进而致使接触线损耗问题的产生。除此以外，在地铁沿线汇流排接头的安装过程中，如接头恰好处于刚性悬挂点士1.0m范围内，导致悬挂点与跨中导高变化率过高，磨耗问题也会有所加剧;第二，三号线接触网刚性锚段关节两线间距为280毫米，理想情况下两接触线的拉出值为士140mm，因隧道环境限制，个别锚段关节有一根接触线拉出值超过了200mm，当受电弓通过时，受电弓200二处可能有最大一5mm的凹槽会对接触线产生异常磨耗;第三，弯道处因列车晃动等原因受电弓与接触线面不能平稳接触或接触面不正，导致出现侧磨。

三、架空刚性接触网弓网磨耗异常解决措施

（一）对接触线偏移拉出值进行调整。

为有效解决城市轨道交通接触网中弓网磨耗的问题，关键在于使接触线相对于受电弓中心分布密度符合正态分布规律(如图2所示)，因此就涉及到对接触线偏移拉出值的调整。为实现该目标，可采取的技术手段有以下几个方面:第一，为有效处理刚性汇流排中间接头部位的异常磨耗问题，可从接触网设备安装初期入手，对施工单位的工程质量进行严格控制，杜绝将汇流排中间接头安装在悬挂点士1.0m范围内;如实在无法避免个别中间接头在悬挂点士1.0m范围内时，应提前将中间接头与附近的悬挂点调平，同时尽量缩小相邻跨距内的导高变化率以减少中间接头处的磨耗。

图2接触线拉出值正态分布规律图

在接触网运营初期，需要安排专人及时跟踪巡查中间接头部位接触线磨损情况，若观察发现有磨耗大的问题，需及时对汇流排中间接头进行调整;第二，必须针对刚性关节、绝缘分段器、以及线岔拉出值进行严格控制，误差标准为士20.0mm，单开道岔拉出值与中线汇流排中心线的间隔距离为200mm，误差值控制在士20.0mm标准内。无论是对于直线或曲线段来说，分段绝缘器安装位置与接触线的拉出值应当控制为0，而相对于轨道中心线而言，接触线拉出值最大误差应控制为士10.0mm范围内。

（二）对弓网选型的优化

架空刚性接触网弓网磨耗异常，很多情况下都是因弓网使用选型的不合理，弓网不符合实际的使用需求，使得弓网的作用未能得到有效的发挥，不仅会造成弓网材料的浪费，甚至会影响到地铁列车运营的安全性，因此，应做好弓网选型优化的工作。受电弓和接触网两者之间有着紧密的联系，而且与弓网的磨耗异常也有着直接的联系。而弓网之间的磨耗以及接触点的允许电流，很大程度上依赖于滑板和接触线的型号组合。不同型号的弓网在材料、结构等方面的组合影响了弓网的电接触特性、机械摩擦性以及受电弓的跟随性。

碳滑板在适用于匹配铜或铜合金接触线上，碳滑板的耐电弧性能以及自润滑性能较好，但是，在实务中的导电性能却较差，因此，在碳滑板使用的过程中，应注意提防列车停车时静态接触温上升而引发的滑板局部温度升高超出安全范围的危险，有效保证碳滑板使用的稳定性。

由于纯碳滑板的硬度偏低，因此，在纯碳滑板使用的过程中，应适当地提高纯碳滑板的硬度，才能更好地满足架空刚性接触网的运行需求，从而有效地保证地铁列车运营的安全性、可靠性。

（三）合理改善刚性接触网的弹性

当前的架空刚性接触网弓网磨耗异常主要受到刚性接触网的弹性所影响，因此，要规避架空刚性接触网弓网磨耗异常的发生，应切实有效地改善刚性接触网的弹性。

为了改善刚性接触网的弹性，很多地铁公司都应用了线夹，并结合实际的情况对线夹进行一个很好的定位，将线夹的作用充分地发挥出来，这样才能有效地规避以往架空刚性接触网弓网使用不当的问题，从而有效地提升刚性接触网弓网运行的效率。

通过大量的实践调查发现，刚性悬挂弹性定位架主要适用在120km/h铁路线路的加刚性悬挂垂直悬吊安装铝合金汇流排中，而且，该汇流排和接触网的重力都将由线夹内弹簧承受，并且弹簧的长度与接触网系统的跨距、弓网接触力、汇流排的自重等有着直接的关系，因此，应保证汇流排使用的过程中，有着上升和下降的空间，从而保证刚性接触网运行的可靠性。

通过对刚性接触网实际运行的调查中发现，在经过对刚性接触网弹性的改善之后，在列车高速行驶的过程中，能够使刚性接触网系统不仅具有一定的刚性，同时也具有一定的弹性，从而有效地提高架空刚性接触网运行的稳定性，减少拉弧与弓网设备之间的磨损，为地铁列车的正常运营做好充分的保障工作。

（四）刚性接触网弓网磨耗异常的优化

架空刚性接触网是地铁列车稳定运行的关键，一旦刚性接触网弓网出现磨耗异常的问题，会给列车运营的安全性、可靠性造成极大地影响，因此必须采取有效的处理措施，积极做好刚性接触网弓网磨耗异常问题的解决工作，切实有效地保证架空刚性接触网运行的可靠性，为列车的安全运营营造一个良好的环境。如，对刚性接触网的弹性性能的优化，一般采用将悬挂螺杆改为弹性螺杆、定位线夹改为弹性线夹等，当然，从这些优化技术的调查分析来看，由于这些都是国外的专利技术，我国地铁行业的发展中引进还存在很大的难度，因此，要对刚性接触网磨耗异常的优化，还应采取其他有效的措施。例如，应用新型弹性绝缘子可以有效地改善刚性接触网的弹性，该项技术也在很多地铁运营中试用，有着极佳的效果，在未来科学技术不断发展的过程中，对刚性接触网弓网