轨道交通刚性接触网异常磨耗原因分析与运营策略研究

高阳

摘要：弓网异常磨耗的预防与控制，涉及理论设计、施工标准、维修模式、物资采购、线路条件等多方面的因素，也是设计院、供货商、施工方、运营维修人员需要合作研究的课题。现阶段而言，弓网磨耗的控制措施还有赖于各方面人员通过交流、总结、创新等渠道去加以完善，达到均匀减缓磨耗、避免异常磨耗的目标，保证安全运营的同时节约运营成本。鉴于此，本文主要分析轨道交通刚性接触网异常磨耗原因分析与运营策。

关键词：轨道交通；刚性接触网；异常磨耗

1、引言

刚性接触网与传统的柔性接触网相比，具有结构简单、接触线无张力、没有断线之忧、净空要求低等特点。异常磨耗极大地影响了地铁的安全运营与维护，在局部磨耗治理中，要在前期设计、施工中严格把控各环节，运营维护中加强磨耗监控，对车辆、轨道、接触网多方面跟踪，总结归纳，查找原因，建立专项台账记录，提前发现，提前处理。

2、接触线的选择

架空刚性接触网采用的接触线执行铁标TB/T2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》,主要选用银铜合金120mm2(CTA120)和银铜合金150mm2(CTA150)两种接触线。其中,CTA150截面的接触线相比于CTA120截面的接触线增加了25%的截面积。从磨耗高度考虑,CTA150接触线的可磨耗高度增加;从使用寿命考虑,CTA150接触线的使用寿命增加28.7%。结合工程实际情况,采用CTA150接触线有利于热量的散发,降低磨耗效果,在建设费用允许情况下,建议优先选用载流截面大的CTA150接触线。

从接触网合金材料考虑,耐磨性能好的镁铜合金接触线电阻率升高、导电率明显下降,虽然可改善接触线本身的机械磨耗,但是加重了受电弓滑板的机械磨耗和弓网之间的电气磨耗;耐磨性能居中的锡铜合金接触线电阻率和导电率适中,可改善弓网之间的机械磨耗和电气磨耗。由于缺少锡铜合金接触线和镁铜合金接触线在直流系统中实际应用的案例,因此建议通过建立弓网磨耗实验平台的方式,模拟直流供电工况下实际运行的场景。通过多种材质导线的磨耗数据综合比对分析,采用新型合金材料的接触线可作为优化选择。

3、轨道交通刚性接触网异常磨耗原因分析

3.1、刚性接触网弹性交叉

传统的刚性接触网很少有弹性连接件，而刚性接触网的导高不平稳会造成受电弓不稳定。因为不能够全部将垂直方位的振动量全部清除，这样一来就会在受电弓从大导高沿着小导高方位移动的时候，不可避免的撞到接触网;此外，在小导高往大导高方向移动的时候，还极有可能发生离线情况，进而导致电气被烧坏。

3.2、接触网悬挂硬点随机性

在接触网运转期间，接触悬挂上不可避免的会具有凹性硬点，从而会造成受电弓滑板磨耗形成方位的随机性。硬点的存在，会让接触悬挂导高出现变化，进而造成受电弓直接承受在快速运转情况下，对接触悬挂造成机械冲击。如果冲击力太大，那么受电弓滑板很有可能具有裂纹。根据过去的经验能够了解到，柔性过渡区域，汇流排中间接头处等很有可能具有硬点。

4、运营策略

4.1、严格执行施工验收标准，提升接触网综合性能

一是按照验收标准对接触网拉出值、导高、坡度进行静态测量，对锚段关节、线岔、分段绝缘器参数进行精调，确保线索平顺、过渡良好。二是对接触线进行全面观测，重点对曲线处的偏斜、接触线脱槽、导电膏过多的情况进行全面处理，消除隐患。三是在热滑时对接触网的动态参数进行测量，重点对拉出值分布、坡度、硬点、燃弧情况、跨距和锚段设置情况进行数据分析、综合评价，确保接触网运行条件优良。

4.2、持续落实设备精检细修，改善弓网耦合关系

一是实行样本空间精准监测，对断裂带、曲线、上坡处的区间线索及相邻的车站线索进行排查，选取重点位置每月进行磨耗宽度测量，开展对比分析，研究磨损规律，预测使用寿命。二是持续调整接触网的坡度和平顺度，严控锚段关节、线岔处的高差，控制接头处的低头，实施接触网偏磨调整、汇流排卡滞调整、接触线油脂清理、拉出值优化调整工作，不断提升弓网的动态耦合性。三是通过检测手段，定期对接触网的燃弧、平顺度、硬点及钢轨的平顺度进行检测，动态地对接触网、钢轨进行评价，严格控制缺陷杜绝隐患。

4.3、深入开展冬季专项整治，控制异常磨耗风险

一是在气温急剧变化前更换一批新的碳滑板并加强监测；同时，对汇流排卡滞、汇流排油污、接触线异常磨耗面及相邻车站接触线的磨耗面和有无拉丝进行检查，如有问题及时解决。二是在气温变化时，运用好受电弓检测棚和检修平台，对碳滑板的磨耗形状和表面浸铜进行监测，当浸铜、表面高差超过5 mm时，应及时打磨处理。使用弓网检测车对燃弧和参数进行测量、人工上线对断裂带导高和车站接触线进行观测，当发现车站有小的掉渣、拉丝等现象，及时组织人员采用集中修理模式对全线车站进行打磨除丝工作。三是尽可能地减少燃弧和保障冬季受电弓碳滑板的散热工作，适时地采取通风、隧道清洗加湿等措施降低碳滑板的工作温度。四是适时改变运行方式，当出现跳闸情况时，可适时采取单弓交替运行的措施，当车站拉出值大的部位持续磨耗与拉丝时，适时进行内收调整。

4.4、科学监测提升智能运维

（1）开展动态弓网检测，整治设备缺陷

通过定期开展网轨检测车动态测量工作，发挥接触网检测系统实时数据采集、分析功能，有效利用检测超限数据、缺陷提升刚性接触网维修技术参数的精准度，以指导接触网状态修、周期修和定时修，实现对接触网的科学管理。对于不符合检修标准的设备，应及时调整处理至标准状态；对于影响行车类缺陷，应立即组织调整处理，利用动态监测手段，紧盯参数突变，确保存在异常变化的设备早发现、早整治，避免长期运行形成局部磨耗，造成刚性接触网系统磨耗超标。

（2）研发弓网验收装置，确保检修质量

刚性接触网的日常维保采用单点静态参数测量调整的方式开展，但其不能准确反映真实的弓网关系，特别是无法有效发现跨中、中间接头的导高不平顺、硬点对弓网关系的影响，无法有效减少局部磨耗的产生。为了改善使用激光测量仪静态测量单点测量方法的缺陷，实现对接触悬挂弹性的观测，使人员能近距离观测受电弓运行状态，有效观察整个接触网的平滑度，研发了可安装式弓网验收装置，将其直接安装在日常的检修梯车上，并采用线路上预磨过有凸形磨耗的碳滑板，不但实现了检修中对接触线导高不平顺，是否存在偏磨、硬点的动态检查，还能观测到锚段关节、线叉由于碳滑板磨耗不均而很难与两支不同锚段的接触线同时良好接触，两支不同接触线与碳滑板的高差不同的现象，避免了关节等双线部位弓网间容易发生碰撞和间隙拉弧放电现象，实现了设备维护后弓网关系质量的验收。

（3）探索扩展维修手段，开展双轨维护

为了切实发现并整治电气隐患，在停电维护的基础上，创新开展带电设备状态排查，停电设备检修的双轨设备维护模式：即在设备取流的情况下，对关键部位利用红外成像仪进行测温，确认设备运行情况，对局部温度高的设备进行专项检查整治，避免电气腐蚀。

5、结束语

作为机械接触的弓网关系，机械磨耗是不可避免的，但通过技术及管理手段及时发现并治理异常磨耗和局部磨耗，是预防设备故障、降低运营维护成本的一个行之有效的手段。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。

参考文献：

[1]周玉杰.电气化铁路刚性接触网磨耗与优化研究[J].电工技术,2022(21):17-19.

[2]郭刚,杨晓梅.城市轨道交通刚性接触网异常磨耗机理及防控建议[J].企业科技与发展,2022(07):100-102.