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      剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗原因及應(yīng)對措施

      2021-05-18 15:38:19高軍強
      電子樂園·下旬刊 2021年6期
      關(guān)鍵詞:應(yīng)對措施

      高軍強

      摘要:在城市軌道交通的專業(yè)領(lǐng)域中,接觸網(wǎng)是供電系統(tǒng)的重要組成部分,是城市軌道交通的命脈,其可靠性、安全性及供電質(zhì)量對整個城市軌道交通起著至關(guān)重要的作用。由于剛性接觸網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用還處于實踐和摸索階段,所以在實際應(yīng)用中仍然存在較多問題,其中以剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗問題尤為突出,嚴(yán)重時會影響行車安全?;诖?,本文分析了剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)異常磨耗原因并提出應(yīng)對措施。

      關(guān)鍵詞:剛性接觸網(wǎng);弓網(wǎng)磨耗;應(yīng)對措施

      引言

      剛性接觸網(wǎng)是地鐵運營安全與否的核心要素,一旦弓網(wǎng)發(fā)生異常磨耗,將會帶來巨大的安全隱患。在理想情況下,受電弓碳滑板與接觸線應(yīng)該均勻、平滑的摩擦接觸。弓網(wǎng)關(guān)系不良時,使得接觸線、受電弓碳滑板局部磨耗嚴(yán)重,弓網(wǎng)關(guān)系進一步惡化。因此有針對性的工作對弓網(wǎng)的磨耗情況進行分析,并采取相關(guān)措施來減輕其磨耗情況,保證弓網(wǎng)設(shè)備的良好工作狀態(tài)。

      1.剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗的原因分析

      1.1機械磨耗

      機械磨耗通常指受電弓滑過接觸線底面時弓網(wǎng)間相互摩擦產(chǎn)生的磨耗。在列車運行過程中,通過受電弓滑板與接觸線的滑動接觸取流。要使受電弓良好地受流,必須保證受電弓滑板與接觸線可靠接觸,這就要求弓網(wǎng)之間必須保持一定的接觸壓力。但是,弓網(wǎng)壓力的存在必然導(dǎo)致機械磨耗的出現(xiàn)。

      機械磨耗可能原因有如下幾種:

      (1)弓網(wǎng)壓力過大:從物理學(xué)知識可知,機械磨耗的大小主要與弓網(wǎng)壓力成正比。當(dāng)受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力過大的時候,必然導(dǎo)致接觸線與受電弓碳滑板間的磨耗加重,降低受電弓與接觸網(wǎng)的使用壽命。

      (2)拉出值布置不合理:拉出值的作用是使受電弓能與接觸線均勻接觸,因此拉出值分布不合理的直接影響就是受電弓滑板的異常磨耗,從而間接對接觸線磨耗產(chǎn)生影響。接觸網(wǎng)拉出值的布置方式也是影響弓網(wǎng)磨耗嚴(yán)重的一個因素,若接觸網(wǎng)的拉出值過于集中將惡化弓網(wǎng)關(guān)系,加速接觸線磨耗。

      (3)接觸網(wǎng)硬點:引起機車受電弓與接觸線的接觸力突然變化的地點為接觸硬點,統(tǒng)稱硬點。接觸網(wǎng)硬點會碰傷,刮傷碳滑板,造成機械磨耗過大。

      1.2電氣磨耗

      電氣磨耗主要是由受電弓脫離接觸線底面產(chǎn)生火花并燒蝕受電弓及接觸線表面造成的。電氣磨耗往往伴隨著電弧電火花等現(xiàn)象,如果被斷開的電流超過0.25~1A,斷開后兩接觸點間的電壓超過12~20V,則在接觸點間隙中通常會產(chǎn)生一團溫度極高、發(fā)出強光其能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體-電弧。電弧是氣體放電的一種形式。通過運營維護經(jīng)驗及相關(guān)測試數(shù)據(jù)分析可知,嚴(yán)重威脅弓網(wǎng)關(guān)系的是電弧現(xiàn)象的發(fā)生。

      電弧產(chǎn)生的原因分析如下:

      (1)弓網(wǎng)壓力過小或過大:若受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力過大的時候,直接導(dǎo)致接觸線與受電弓滑板間的磨耗加重,降低受電弓與接觸網(wǎng)的使用壽命。因此選擇適宜的弓網(wǎng)壓力是車輛維修工作的重中之重,良好的弓網(wǎng)關(guān)系可有效的規(guī)避接觸線異常磨耗。而當(dāng)弓網(wǎng)之間的接觸壓力過小,則受電弓碳滑板無法與接觸線保持良好的接觸,就會導(dǎo)致弓網(wǎng)離線甚至產(chǎn)生拉弧打火。拉弧打火產(chǎn)生的熱量會使接觸線局部發(fā)熱、材質(zhì)變軟、易被磨耗,因此當(dāng)后續(xù)列車通過時,該處接觸線就很容易出現(xiàn)磨耗,這種磨耗就是電氣磨耗。

      (2)受電弓振動:在列車運行中,受電弓受隧道風(fēng)和高速氣流以及輪軌傳來機械振動的影響,會發(fā)生相對接觸線的水平和垂直方向的振動。在一般區(qū)段,這種振動影響較小,受電弓滑板能克服這些影響并仍然保持與接觸線的良好接觸。而列車處于加速區(qū)段時,車體本身的機械振動現(xiàn)象加?。ㄕ駝宇l率、振幅增加);列車處于彈性道床區(qū)域時,受道床機械振動的影響,其自身機械振動的現(xiàn)象也更加嚴(yán)重。受此影響,受電弓相對接觸線的水平和垂直方向的振動也加劇。劇烈變化的弓網(wǎng)壓力使得受電弓無法保持與接觸線的良好接觸,容易出現(xiàn)離線,導(dǎo)致拉弧。

      (3)接觸網(wǎng)硬點:硬點對接觸網(wǎng)、受電弓的傷害除了機械傷害,另一個是電弧傷害。電弧傷害主要是硬點引起的弓網(wǎng)離線和離線瞬間產(chǎn)生的高溫電弧,它對接觸網(wǎng)、受電弓有很大的危害。對受電弓的傷害主要表現(xiàn)在對弓頭的點蝕、汽化。接觸硬點是造成機車受電弓離線的重要原因之一。由于接觸線上硬點的存在,沖擊加速度數(shù)值較大時就會造成離線,離線產(chǎn)生高溫的電弧,到一定程度時會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。

      2.綜合分析

      弓網(wǎng)磨耗較大區(qū)段的弓網(wǎng)拉弧現(xiàn)象都比較嚴(yán)重,這說明電氣磨耗是造成剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)局部磨耗嚴(yán)重的主要因素。

      根據(jù)運營實踐可知,接觸線磨耗嚴(yán)重區(qū)段,即電氣磨耗區(qū)段主要分布在車輛加速取流區(qū)、減振道床(軌道彈性較大)、變坡區(qū)段等,在幾種因素的共同作用下,車輛通過時,受電弓發(fā)生較大的振動,不能與接觸線可靠接觸,列車受電弓跟隨性特別差,列車振動直接引起受電弓的離線,并伴隨明顯的打火拉弧。說明在此期間受電弓抬升壓力較小。而這些區(qū)段受電弓取流又比較大,從而產(chǎn)生電弧,燒蝕接觸線和碳滑板。

      綜上所述,弓網(wǎng)異常磨耗是受電弓壓力過大或過小,道床不平滑,接觸網(wǎng)硬點、接觸線拉出值不合理,等諸多因素共同作用的結(jié)果。

      3.應(yīng)對措施

      3.1選擇合適的弓網(wǎng)壓力

      當(dāng)受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力過小,受電弓會脫離接觸網(wǎng)而發(fā)生離線的現(xiàn)象, 使得正常供電變得斷斷續(xù)續(xù),導(dǎo)致列車工作條件變差。同時,由于離線的瞬間會產(chǎn)生電弧的高溫溶蝕作用,因而會導(dǎo)致接觸線和滑板的接觸面變得粗糙不平,降低了受電弓的使用壽命。離線時也會產(chǎn)生拉弧,從而燒損接觸線,導(dǎo)致接觸線被拉斷的事故。

      由此可見,車輛檢修的重點應(yīng)該著重放在受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力問題上。保持受電弓與接觸網(wǎng)間正常工作壓力值越小,對受電弓無論是取流還是減小磨耗都越有利。

      3.2適當(dāng)調(diào)整接觸線的偏移拉出值

      在地鐵運行過程中,剛性接觸網(wǎng)的狀態(tài)會直接對地鐵的安全性和可靠性造成影響。接觸網(wǎng)檢修可以采取有效的措施,合理調(diào)整接觸線的拉出值,進而保證接觸線均勻分布于線路中心兩側(cè)、同時確保線索角度變化平緩。合理調(diào)整接觸線的偏移拉出值。并且還要確保拉出值分部的均勻性,拉出值的分布應(yīng)呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,相鄰點之間拉出值的變化保持平緩。

      3.3 減小弓網(wǎng)振動

      目前剛性接觸網(wǎng)采用的受電弓并非針對剛性接觸網(wǎng)特性所研制的,因此研制受速度影響、產(chǎn)生振動比較小的優(yōu)質(zhì)受電弓,是緩解因振動產(chǎn)生接觸線磨耗的有力措施。另外,優(yōu)化列車車體的動態(tài)性能,打磨或更換磨耗嚴(yán)重的鋼軌,都有利于緩解受電弓振動,改善弓網(wǎng)關(guān)系,進而緩解弓網(wǎng)的磨耗。由于剛性接觸網(wǎng)彈性較小,運行過程中受電弓振動較為明顯,受電弓與接觸網(wǎng)之間的電氣腐蝕和機械磨耗較為明顯。因此如果能在懸掛位置安裝彈性裝置進行振動補償,可極大改善弓網(wǎng)關(guān)系

      3.4加強重點磨耗區(qū)段精細(xì)化檢修工作

      對磨耗異常區(qū)段,按年計劃檢修作業(yè),并密切關(guān)注弓網(wǎng)磨耗變化情況,對該區(qū)段的導(dǎo)高拉出值調(diào)整執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),將定位數(shù)據(jù)保持在與標(biāo)準(zhǔn)值相匹配的狀態(tài),確保設(shè)備安裝及運行狀態(tài)良好。要加強匯流排中間接頭的排查。一旦發(fā)現(xiàn)異常磨耗,應(yīng)及時修復(fù)。還應(yīng)該建立重點磨耗臺賬,對嚴(yán)重區(qū)域進行跟蹤調(diào)查,縮短檢查周期,發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)局部磨耗過大時及時調(diào)整,減少弓網(wǎng)網(wǎng)磨耗不均勻。目前搭配剛性接觸網(wǎng)所使用的受電弓產(chǎn)品研發(fā)較慢,現(xiàn)有成型產(chǎn)品耦合性較差,因此研制一款受速度、振動影響較小的高質(zhì)量受電弓是緩解弓網(wǎng)磨耗的有力措施。生產(chǎn)檢修要根據(jù)接觸網(wǎng)參數(shù)的變化,受電弓摩擦引起的絕緣故障,加強維修力度,減少因弓網(wǎng)磨耗而導(dǎo)致的故障。

      4.結(jié)束語

      剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗狀態(tài)影響著整個供電系統(tǒng)的安全可靠和整個地鐵系統(tǒng)的正常運營,對地鐵的安全運營具有重要意義。剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗的原因是多方面的,這要求根據(jù)具體問題具體分析,改善弓網(wǎng)異常磨耗。合理優(yōu)化弓網(wǎng)壓力、提高剛性接觸網(wǎng)彈性性能、適當(dāng)調(diào)整接觸線的偏移拉出值、加強弓網(wǎng)關(guān)系的持續(xù)監(jiān)測管理等,通過采取有效的解決措施,減少弓網(wǎng)的異常磨耗情況,促進地鐵行業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻

      [1]趙剛,周勇.剛性接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨耗原因及應(yīng)對措施[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊,2017(15):96-96。

      [2]方軍.剛性接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨耗原因及應(yīng)對措施分析[J].工業(yè)c, 2016(2):00211-00213。

      [3]賀文強.架空剛性接觸網(wǎng)弓網(wǎng)磨耗異常的原因及解決辦法[J].工程技術(shù):全文版, 2017(2):00310-00310。

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