地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)常見故障和防范措施解析

石皓雨

【摘 要】本文對地鐵剛性接觸網(wǎng)進行分析，分別從BIM技術(shù)的應(yīng)用、接觸線、受電弓等方面，對地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)故障的防范措施展開探討，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，采用科學(xué)的方法，使地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)故障的問題得以解決。但零件松動脫落故障、接觸線故障等問題，依然會影響剛性接觸網(wǎng)的正常運行。因此，還需加強對地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)常見的故障和防范措施的研究，確保供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和安全，促進我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展和進步。

【關(guān)鍵詞】地鐵供電系統(tǒng)；剛性接觸網(wǎng)；故障；防范措施

剛性接觸網(wǎng)作為地鐵供電系統(tǒng)中重要的組成部分，對地鐵供電系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全有關(guān)鍵的作用。隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，對地鐵供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定提出了更高的要求。鑒于此，本文對地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)的常見故障和防范措施進行研究，對提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，促進我國交通事業(yè)的發(fā)展有理論性的意義。

一、地鐵剛性接觸網(wǎng)的概況

剛性接觸網(wǎng)是地鐵供電系統(tǒng)中的重要組成部分，主要由絕緣子、接觸線、匯流排等部分組成。剛性接觸網(wǎng)具有無須張力補償、無外力張力、占用凈空小、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。此外，剛性接觸網(wǎng)除了具有運營可擴展性，還有以下優(yōu)點：（1）平面布置方便。根據(jù)需要，剛性接觸網(wǎng)可在特殊的地方設(shè)計成可移動的形式，如防淹門、隧道短人防門、車輛段檢修庫等。（2）受網(wǎng)關(guān)系更好。在地鐵剛性接觸網(wǎng)的設(shè)計過程中，對其自身的要求較高，誤差要求也較小，使受電弓滑動時受到的波動較小，從而增加其自身的穩(wěn)定性。（3）散熱性好。地鐵剛性接觸網(wǎng)中的匯流排具備散熱功能，在運行過程中可以提高散熱效果，并且還具有可擴展性高的特點。

二、地鐵剛性接觸網(wǎng)使用中的故障危害分析

作為電力牽引的重要組成部分，剛性接觸網(wǎng)使用中產(chǎn)生了良好的應(yīng)用效果，為電力機車輸送電能的安全可靠性提供了保障。由于地鐵長期運行中對接觸網(wǎng)有著很高的要求，而剛性接觸網(wǎng)無備用，客觀地加大了其故障發(fā)生率，影響著地鐵的正常運行。當(dāng)剛性接觸網(wǎng)故障發(fā)生時，將會造成地鐵停運現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能會引發(fā)送電、檢修等一系列問題，給地鐵的安全運行帶來了潛在威脅。各種研究資料及實踐經(jīng)驗表明，及時的判斷和查找地鐵剛性接觸網(wǎng)故障，是降低接觸網(wǎng)故障發(fā)生率的重要舉措。因此，需要對接觸網(wǎng)故障判斷與處置進行必要的分析。

三、地鐵剛性接觸網(wǎng)故障處理中的各種原則

（1）當(dāng)接觸網(wǎng)故障判斷與查找工作完成后，需要對各種故障信息進行總結(jié)。此時，地鐵剛性接觸網(wǎng)檢修人員應(yīng)與其它相關(guān)部門進行積極的配合，確保故障信息搜集全面性，從而制定出針對性的故障處理措施，對接觸網(wǎng)的安全狀況進行綜合評估，使得接觸網(wǎng)故障判斷與查找工作落實能夠達到預(yù)期效果。

（2）充分考慮接觸網(wǎng)故障發(fā)生后周圍的環(huán)境要素，避免各種不良天氣變化造成絕緣件閃絡(luò)現(xiàn)象額的出現(xiàn)，降低接觸網(wǎng)事故發(fā)生率。同時，由于接觸網(wǎng)高度設(shè)置中可能會受到山石、鳥類的影響，給接觸網(wǎng)的正常使用帶來了潛在威脅，因此，接觸網(wǎng)故障處理人員實際操作中應(yīng)考慮各種影響因素，確保故障處理措施制定有效性。

（3）對不易判斷的故障應(yīng)進行全面性分析，確定故障點出現(xiàn)的大致范圍，減少故障查找工作量。同時，應(yīng)在故障測試裝置的作用下對接觸網(wǎng)平時不易發(fā)生的故障區(qū)域進行必要的操作，將故障查找范圍控制在合理的范圍內(nèi)，對不易判斷的接觸網(wǎng)故障進行針對性處理。

四、地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)的常見故障

（一）接觸線故障

接觸線是地鐵供電系統(tǒng)中常見的故障之一，接觸線故障主要有磨耗、拉弧燒損等。（1）地鐵剛性接觸線磨耗故障。列車高速行駛時，容易發(fā)生電氣磨耗問題。通常情況下，電氣磨耗出現(xiàn)在匯流排接頭、特殊線路、錨段關(guān)節(jié)等位置。（2）地鐵剛性接觸線拉弧燒損主要是受電弓、接觸線脫槽等位置不平滑，并且匯流排卡滯變形、剛性定位線夾設(shè)計不合理、跨距設(shè)計不合理等因素造成的。

（二）受電弓磨耗故障

受電弓磨耗故障主要是由于凹槽滑板部位接觸線出現(xiàn)拉線、卡線現(xiàn)象造成的。受剛性匯流排布置和接觸網(wǎng)懸掛的影響，剛性接觸懸掛拉出值分布在某些與之接觸較多的位置，其中接觸線與受電弓接觸概率較大，導(dǎo)致受電弓受力相對集中，增加了受電弓的磨耗。

（三）零件松動脫落故障

零件松動脫落故障主要是T型頭螺栓松動和接頭螺紋滑牙引起的。行車密度增加時，能量會疊加，使振動合成后需要將能力釋放到懸掛系統(tǒng)中，對懸掛系統(tǒng)造成較大的影響，尤其是整個懸掛系統(tǒng)的中間接頭位置，并且在沖擊力和受電弓接觸壓力的作用下，會導(dǎo)致中間接頭螺紋滑牙，此種情況致使接頭位置形成硬點，帶給受流質(zhì)量不良的影響[1]。

五、地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)故障的防范措施

（一）接觸線、受電弓、零件松動防范措施

對接觸線故障進行處理和防范時，應(yīng)從接觸網(wǎng)的源頭進行，即進行接觸網(wǎng)的設(shè)計時，需要根據(jù)各個線路情況進行設(shè)計，如列車車速等，嚴格按照車速進行支撐點跨距的設(shè)置，如表1所示。在列車減速區(qū)域設(shè)置絕緣錨段關(guān)節(jié)，從而降低匯流排接頭的磨損。對受電弓磨耗故障進行處理和防范時，應(yīng)嚴格的控制施工階段和設(shè)計階段的質(zhì)量，通過科學(xué)計算與定位，使接觸網(wǎng)可以達到國際的要求，以便實現(xiàn)曲線分部。

進行零件松動情況的處理和防范的過程當(dāng)中，通常采用縮短檢修周期的當(dāng)時，從而及時發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象，并及時排除和加固。由于地鐵列車的行車密度較大，檢修人員進的檢修時間較少，在很大程度上增加了檢修工作的強度和難度，也是造成接觸網(wǎng)出現(xiàn)零件松動的主要原因。例如，針對T型頭螺栓松動的現(xiàn)象，其中的槽鋼墊片選用彈性墊圈，并且運用相應(yīng)具備插銷孔的螺栓對螺紋栓進行長久緊固處理，從而減少零件數(shù)量。而針對螺紋滑牙情況，則需要對中間接頭進行更換處理。從連接技術(shù)與零件的材料方面入手，基于確保電氣性能正常發(fā)揮基礎(chǔ)上，運用高耐磨性與硬度的材料完成中間接頭的制造，還可以對匯流排與中間接頭的連接技術(shù)予以優(yōu)化，從而使接頭螺紋位置受力作用分散，減少螺紋損壞的次數(shù)，發(fā)揮防范效果。

（二）BIM技術(shù)的應(yīng)用

在地鐵供電系統(tǒng)施工管理階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以對施工方案進行分析和優(yōu)化，從而實現(xiàn)對供電系統(tǒng)施工現(xiàn)場和施工關(guān)鍵部位的模擬和分析，并進行無軌測量等施工指導(dǎo)，提高地鐵共性系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)的施工質(zhì)量。通過BIM技術(shù)，可以更科學(xué)、直觀地展示地鐵工程的不同組織措施和運營方法，實現(xiàn)模擬緊急逃生、事故過程、評價運營安全，從而降低地鐵供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)發(fā)生故障的概率，優(yōu)化地鐵供電系統(tǒng)運行的模式，提高供電系統(tǒng)運行管理的質(zhì)量和效果。

六、結(jié)束語

近年來，交通事業(yè)的發(fā)展為我國社會經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻。作為交通事業(yè)中重要的組成部分，地鐵行業(yè)的發(fā)展不僅直接關(guān)系著民生問題，而且對我國交通事業(yè)的發(fā)展也有重要的影響。因此，論文對地鐵剛性接觸網(wǎng)進行分析，并對地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)常見的故障展開研究，進而提出地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)故障的防范措施，為確保地鐵供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和安全貢獻綿薄之力。

【參考文獻】

[1]楊家偉.地鐵受電弓強度及疲勞可靠性研究[D].西南交通大學(xué)，2017.

[2]李泉雄.剛性接觸網(wǎng)接觸線脫槽的分析與解決辦法[J].科技視界，2017（11）：217.