地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范策略初探

地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范策略初探

石广深[1],谢雨辰[2],鲁涛[3]

（成都地铁运营有限公司   四川 成都   610058）

摘要：为解决地铁供电系统中刚性接触网的故障问题，本文在明确刚性接触网故障危害的基础上，提出刚性接触网的常见故障类型、产生原因和防范策略，以期为相关人员提供参考，降低刚性接触网故障发生率，保证地铁供电系统运行稳定性与可靠性。

关键词：地铁供电系统；刚性接触网；接触网故障

    刚性接触网是地铁供电系统的重要组成部分，因结构工况复杂、运营技术要求高，所以刚性接触网在运营过程中可能出现一些故障问题，严重时将导致列车停运，造成无法预估的后果，因此有必要在明确刚性接触网故障危害的基础上，深入分析并探讨刚性接触网的常见故障类型、产生原因和防范策略。

1刚性接触网故障危害

对于刚性接触网，一般没有备用接触线，如果发生故障，可能使列车停运，导致大量旅客滞留，此外还有可能引起其它问题，如停电与检修。可见，接触网故障会带来很大危害，这就要求在实际工作中要认真观察和了解接触网实际工作状态，以此判断并确定接触网故障，进而在日常维护过程中及时且有效的消除各类故障，这对降低故障风险有重要意义。

2刚性接触网常见故障类型、成因与对策

2.1接触线严重磨耗

地铁列车受流主要通过受电弓和接触线表面的接触完成，行驶时接触线于受电弓上方以正弦波形进行左右滑动接触，以此为列车供能。基于此，接触线始终处在磨耗状态，磨耗较为严重的区域包括：锚段关节部位、汇流排中间接头与其它特殊区段[1]。

导致该故障发生的主要原因包括：列车运行加速度相对较大，取流也很大，导致线面容易打火放电，产生电气磨耗；弓网压力相对较大，所受冲击力和接触压力都不稳定，导致磨耗明显增大；中间接头部位的连接未能达到紧密，汇流排有较大弛度，导致因波动异常使磨耗明显增大。

该故障可采取以下对策解决：由于特殊区段中的接触线容易产生磨耗，所以要加强源头防范，在前期规划设计过程中充分考虑既有相关案例明确运营过程中可能出现的情况，然后据此开展针对性的优化设计；为防止中间接头过于松弛，有必要对中间接头与紧固元器件及其工艺方法进行适当改进，也可在施工中将中间接头布置在和悬挂点距离较近的位置[2]。

2.2部件松脱

该故障主要表现为T型头螺栓发生偏转脱落与定位绝缘子、汇流排定位线夹和定位槽钢发生脱落。导致该故障发生的主要原因包括：定位底座槽钢主要使用T型头螺栓相连，螺栓受振动持续作用后产生偏转，在偏转达到一定程度后就会发生脱落；零部件连接点数量有很多，并且均为螺栓连接方式，受持续冲击振动作用后，会使螺栓缓慢松脱。

该故障可采取以下对策解决：在设计过程中更改装配件结构，比如在T型头上增设插销，或直接使用专门的锁固胶；在运营维护过程中缩短维护间隔时间，提高检修力度，及时发现并解决松动问题；要想彻底避免部件松脱，使螺栓始终稳固，应减少连接点数量或零部件的数量，也可通过深入研究确定能使振动能量缓慢释放的措施，以此提高部件稳定性。

2.3中间接头螺栓松动

在整个悬挂系统当中，中间接头是一个关键部位，除了要连接两根汇流排，还要实现电气贯通，要求有良好的导电性能，确保受电弓可以平稳滑过。中间接头主要包含两个鱼尾板，采用无螺母螺栓和汇流排相连[3]。

导致该故障发生的主要原因包括：以刚性悬挂不能抬升，使接触网受到的压力无法得到释放，单纯依靠汇流排消化，这样会使列车行驶时导致悬挂系统始终处在振动状态，当行驶密度较大时，振动更严重，最终导致中间接头部位的螺栓发生松动；中间接头部位的汇流排由于受到自重作用产生一定弛度，如果中间接头处在跨距中间，则这一弛度将十分明显，导致受电弓从中间接头部位通过的瞬间在弓网压力作用下使汇流排出现明显振动，在长时间运营过程中，如未能及时发现和维护，将使中间接头处的螺栓越来越松动。

该故障可采取以下对策解决：根据之前的运营经验，中间接头在整个悬挂系统中是最容易产生松弛现象的部位，受电弓从此处经过后，受弓网压力持续作用会使汇流排出现较大振动，所以接头螺栓受长时间振动作用后必然出现松动。在安装过程中应确保汇流排处在同一条水平线上，同时使下沿与接触线接触的部位达到严密，而上平面可存在0.5mm左右的间隙。对于需进行切割处理的汇流排，应先用水平尺将其调平，在切割过程中确保切口保持光滑与平整，钻孔借助专门的模具进行，以此为之后的安装连接创造良好条件，保证精度。针对安装完成后产生的下垂问题，可采取在中间接头两端分别安装防护罩的方法解决，必要时可以在松弛比较严重的部位增设定位点[4]。

2.4受电弓磨耗不均匀

为有效延长受电弓上的碳滑板的使用寿命，防止出现磨损不均匀的情况，在隧道中需按照正弦波形对接触线进行布置，接触线通过碳滑板完成滑动，使两个半弓的实际磨耗情况尽量保持一致，以此在保证受流质量的同时，大幅延长受电弓使用寿命。然而，在运营中因受到环境或其它因素的影响，导致碳滑板的实际磨耗并不能达到均匀。

导致该故障发生的主要原因包括：对拉出值的设定不合理。直线区段对拉出值的设定过小，这样会使受电弓中间位置快速磨耗，两侧工作范围没有得到充分利用。同时在大曲线区段当中，汇流排的安装不能完全按照正弦波形进行，导致受电弓靠近曲线外部的一侧更容易产生磨耗；锚段关节部位的电压差过大产生电气磨耗。由于供电臂之间会在列车行驶时产生一定电压差，所以列车从其中一个供电臂进入到另外一个的过程中电压会突然增大，使受电弓的磨耗速度明显加快。此外，当非支抬升量较小时，还会造成一定程度的机械磨耗，对此通常要求在锚段关节部位的非支比工作支高出1-4mm。在中间接头部位，由于汇流排自重会产生明显松弛，经过长时间的运营会在接触网上产生硬点，此时再高速通过后会导致受电弓严重磨损[5]。

该故障可采取以下对策解决：按照相关设计标准适当调整拉出值，对于刚性接触网，其拉出值的布置必须按照正弦曲线实施，同时将周期控制在250m以内，具体的拉出值不能超出250mm，以此增大受电弓的有效工作面，延长其使用寿命。适当调整重点关键部位，包括锚段关节部位、中间接头和刚柔过渡区，防止接触悬挂间产生空气间隙，导致打火拉弧。

3结语

    综上所述，地铁供电系统中刚性接触网实际运行状况在很大程度上决定了列车运行安全和稳定，以上对刚性接触网故障危害及常见故障类型进行了初步分析与总结，针对不同类型的故障提出其产生原因和防范策略，旨在为实际的地铁运营维护工作提供可靠参考。

参考文献：

[1]郭建华.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范策略研究[J].中国设备工程,2021(20):73-74.

[2]杨亚兵.地铁供电系统中刚性接触网的常见故障及防范措施[J].智能城市,2021,7(12):119-120.

[3]王建红.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].智能建筑与智慧城市,2020(12):18-19.

[4]韩军海.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施分析[J].科技风,2020(22):85.

[5]钟人正.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].工程建设与设计,2018(14):72-73.