刚性悬挂接触网弓网磨耗探析

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1、刚性悬挂接触网弓网磨耗探析摘要：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

2、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1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

3、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

4、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2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

5、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。3（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

6、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

7、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4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

8、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