浅析南非受电弓刮弓原因与防范

浅析南非受电弓刮弓原因与防范

刘亚杰 何金明

中车株洲电力机车有限公司 湖南株洲 412001

摘要：南非电气化铁路发展比较早，线路老化严重，交直流区域线路结构复杂，本文旨在针对受电弓刮弓故障发生的原因进行了深入分析，找出了发生故障的规律，提出了一些预防措施。对减少刮弓故障的发生，具有一定的参考意义。

关键词：接触网；弓网故障；刮弓；硬点；

电力机车在运行中受电弓与接触网紧密接触、高速滑动，从接触网上获取电流作为机车牵引力。若受电弓或接触网存在质量缺陷、物理变化等，就会引发受电弓和接触网设备损坏的故障。弓网关系是一种动态关系，受电弓刮弓故障也是弓网故障的直接因素，就是接触网的结构特点、技术状态和受电弓的技术状态。也就是说，刮弓故障既可能是接触网状态不良，也可能是由于电力机车受电弓状态不良造成。

一、接触网的原因引起的刮弓故障

从实际调查分析表明，对弓网故障引起的刮弓原因，需从接触网所处的地理环境条件、自身的结构等方面加以分析。统计的视频资料和数据表明，接触网悬挂点处、定位处、线岔处、分相绝缘器和分段绝缘器处、线夹处，是刮弓故障的多发区。

1.接触网内部物理结构变化引起的弓网故障

接触网因高温发热引起机械强度下降，导线处接触压力减小，接触电阻增大，导致发热愈加严重。接触网接触表面强烈氧化，产生电阻比导体本身大得多的氧化铜形成氧化膜，最后使接触电阻大大增加、变形，甚至产生熔化现象。电连接处，接触线电连接线夹安装不正，造成偏斜，被受电弓打掉，进而引起刮弓事故。

2.线岔

线岔的作用是在转辙的地方，当一组交叉悬挂的接触线被受电弓抬高时，另一组悬挂的接触线也能同时被抬高（见图a），从而使它与另一组接触线产生高差△h。高差随着受电弓靠近始触点而缩少，到达始触点时，高差基本消除而使受电弓顺利（见图b），以使接触线不致发生刮弓现象。如果两接触线相交点在岔心轨距比730mm 小得多的地方，会使接触线距受电弓偏移大，因而有脱弓的危险。相反，若两接触线相交点在岔心轨距过大的地方，两接触线交角小，距受电弓中心偏移很小，受电弓通过时，将一根接触线抬高，而另一根接触线虽然在受电弓抓托范围，但因抬高不够，当受电弓到达始触点时，高差△h 难以消除，易发生钻弓的危险，有可能造成刮弓事故。

3.接触网硬点

硬点是接触悬挂中一种有害的物理现象，是对接触悬挂中由于质量集中（质量分布不均）或弹性突变（弹性不均）可能改变机车受电弓运行状态的处所的统称,是一种不可消除的客观存在。当机车受电弓高速通过接触网硬点时，由于受电弓与硬点在线路方向上是正面冲击，相对速度较高，当冲击发生时，轻则影响机车取流，重则造成受电弓刮弓，造成弓网事故。

二、受电弓本身故障引起的刮弓故障

电力机车受电弓引起弓网故障，主要从框架结构、滑板等几个方面加以分析。

1.框架结构引起弓网故障的原因

（1）受电弓拉杆、平衡杆故障引起弓网故障。平衡杆的作用是和上框架、弓头支架组成四连机构，以使滑板在整个运动过程中保持水平状态，平衡杆因某种原因折断或变形时，受电弓弓头在运行中不能保持水平状态，从而引起弓网故障。拉杆是受电弓升弓系统四连机构的重要组成部分，一旦拉杆被外力损坏，升弓四连机构被破坏，将引起弓网故障。（2）受电弓装配误差引起的弓网故障。受电弓在组装过程中，因要保证受电弓升降弓时的静态接触压力，而静态接触压力又与受电弓的升弓系统四连机构密切相关，因此在调试过程中，存在受电弓弓头碳滑板的水平位置低于受电弓尾部框架位置。南非桥洞、隧道的接触网非常低，因此受电弓在运行过程中极易造成刮弓故障。（3）受电弓的橡胶弹簧调整时，维护不到位，未按工艺检修，不能保证滑板的稳定性、水平度，运行中摆动幅度大引起弓网故障。

2.碳滑板引起弓网故障的原因

（1）受电弓碳滑板在运行中因与接触导线及相关零部件碰击损伤，形成沟豁或缺块。缺口处卡滞接触线，接触线反弹，引起刮弓。（2）滑板使用时间过长，因电弧烧损或氧化，滑板强度下降，通过硬点时滑条被打断，引起刮弓。（3）更换碳滑板时，碳滑板与不锈钢弓角接口处的工艺不符合规定，如间隙大，过渡处不平整，运行中卡滞接触导线，引起弓网故障。

三、弓网故障的防范措施与探讨

1.受电弓维护保养

定时定期对受电弓进行维护保养，确保受电弓各项参数符合技术要求，避免因受电弓碳滑板、框架机构异常造成的弓网事故。

2.采用新材料、新设备

将绝缘瓷瓶更换为复合材料的轻型绝缘子，减轻分相、分段绝缘器质量。改善设备的运行状态，减小硬点对弓网关系的影响。

3.按时检修，确保检修质量

按时对接触网设备进行检修，及时消除导线接头处存在的台阶；减少硬点对受电弓造成的冲击。对导线接头按规定及时检修，有条件的情况下更换接触线，彻底消除导线接头硬点，避免出现导线接头打碰弓的情况。

4.加强与线路检修部门配合

运营部门加强与线路检修部门的协调配合，及时掌握各地线路运行情况动态，及时调整接触网，定期测量接触网定位点，防止拉出值过大、定位器坡度过小造成故障。

参考文献：

[1]于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版社.2012.6.

[2]高英维.牵引供电系统接触网常见故障分析及对策[J].电力电气化.2014.12.

【作者简介】刘亚杰（1984.02-），男，汉族，湖南邵阳市人，大学本科学历，中车株洲电力机车有限公司工程师，主要研究方向：电力机车高压电器。

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