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摘 要：地铁作为一种独立有轨的交通系统，是一个国家科技力实力的展现，因其准时、快捷、方便、社会效益高、无污染等特点在当代都市交通中扮演着不可替代的角色。它的运输能力是由地铁供电系统的主体-刚性接触网决定的，但由于刚性接触网在我国的使用时间不长，难免会遇见各种问题，为了降低其故障率。本文就成都地铁在实际运行中地铁刚性接触网出现的故障问题进行分析总结，并且在研究这些故障的基础上提出防范这些故障的措施，以降低成都地铁刚性接触网的故障率。
关键词：成都地铁；地铁刚性接触网；运行中的故障问题；降低故障率的措施
中图分类号：U226.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0157-02
引 言
随着我国社会的发展以及科技的进步，一种绿色交通工具出现在了我们的生活当中，那便是地铁。地铁因其快捷方便、省时无污染等特点在城市轨道交通发展中占据着重要地位。影响地铁运行的重要因素就是它的“灵魂”——地铁接触网系统，它一旦发生故障问题便会影响牵引供电系统运行，进而影响地铁的运营。因此可以说刚性接触网的工作状态及其质量将会直接影响到地铁的运输能力。我们在对地铁刚性接触网常见故障问题进行总结分析的同时，应该研究出处理这些故障问题的措施，达到降低刚性接触网的故障率的效果。
1 成都地铁在运营中刚性接触网出现故障问题
在国外的地铁界，架空刚性接触网已被大量采用，并取得了很好的效果。刚性接触网污染少，安全性能高，而且花费费用少，有明显的远期效益。但是由于其在我国使用时间不长，在长期的运营过程中，不可避免的出现了以下故障问题：
1.1 汇流排扭曲变形，接触网产生拉弧现象
刚性接触网的汇流排跨度较大，悬挂定位点多，所以如果有一个定位线夹一旦发生卡滞，列车受电弓在前行时，汇流排自身会因为环境气候的原因而产生热胀冷缩，这样的结果就是定位线夹与汇流排不在同一水平、定位线夹与汇流排接触面也不垂直等，在这些因素的多重挤压作用下，会使得汇流排扭曲变形，而且长期的运行，会使汇流排跨中，导致其中间接头出导高非正常，形成硬点，造成弓网关系不良，同时，若造成汇流排永久性变形，对设备恢复造成极大危害。
刚性接触网在绝缘错段关节处，刚性分段绝缘器处，汇流排中间接头处以及膨胀原件处容易产生拉弧现象。导致拉弧现象产生的原因十分复杂，并不能一概而论，但是影响其产生的主要因素有：弓网间动态接触压力，列车速度，接触线的材质以及硬点。
1.2 接触线拉弧易被烧毁
使用地铁刚性接触网时，各项设计如果不合理，或者选择了不恰当的刚性定位的线夹，汇流排的行走极其容易在某些程度上被阻碍，使得它的运行变得不流畅，最终造成卡槽支与接触线之间互相脱离，除此之外无论是电弓过分段还是锚段关节这些部位都太过粗糙，然后就会导致接触线的拉弧被烧毁。
最大程度地减少悬挂刚体的不平顺程度变化，这是受电弓能够良好受流的基础之一。可是在我们的运行过程中，悬挂刚体的刚度与挠度是决定连续不平顺度的主要性因素，在固定汇流排型号这个前提下，挠度与跨距的大小息息相关，在相当大的程度上影响对电流接受，而且是不利影响。
随着我国社会经济发展水平的提高和科学技术的进步，定位线夹的种类越来越多，迄今为止我国地铁设计主要是采用360°旋转定位线夹以及定位线夹和连接螺栓，在小曲线半径处使用没有旋转功能的刚性定位线夹，长期性的热胀冷缩反应后会致使汇流排变得运行不畅。加之，受电弓受到水平矢量的冲击时，汇流排的形状会被改变，但如果汇流排的形状上发生了改变，一定程度上会导致弓网接触不平顺，电弓离线拉弧受到不断的击打，使得拉弧被烧毁。
1.3 接触网某些部位磨耗异常
观察已投入使用的刚性接触网系统，发现他们普遍存在不均匀磨耗接触线，不規则磨耗受电弓，局部接触线的磨耗率较大等磨耗问题。
因为拉出值密度呈现出不规则的分布导致受电弓受到不规则磨耗；受电弓的滑板工作端部会因为与接触线相互接触较长的长度，所以会产生较大磨耗。
1.4 接触网零部件脱落或变形
由于接触网部件结构本身的问题以及其在长期运行过程中震动疲劳、施工质量等存在问题等，会造成零部件带病投入使用，这些因素都极有可能造成接触网部件发生变形甚至零部件脱落，例如：随着运行时间的增长，在弓网间纷杂的震动下汇流排接头可能会发生滑牙，定位线夹也有可能松落等
1.5 常见典型故障
结合成都地铁这几年地铁接触网的检修总结，加之近几年对国内国外一些城市地铁刚性接触网维修经验的研究，分析得出了地铁接触网的典型故障有：
（1）弓网故障：指接触网和受电弓两者不能进行正常的接触，如钻弓，打弓，剐弓等。
（2）电气联接方面故障：指接触网绝缘线索的烧伤，如电连接烧伤，接触网带电部分对接地体放电，以及一些绝缘设备绝缘性能的破坏。
（3）零部件损坏、老化、变形等引起的故障：在日常工作中要进行精密的检查，相对于较大的故障，应当启动相应的工程来整改工作。
2 降低地铁接触网故障率的防范举措
2.1 接触线和汇流排故障率降低的措施
（1）安装小曲率半径汇流排时应当采用360°旋转的定位线夹来卡滞汇流排，除此之外应当增加每天的巡视检查。
（2）在选择汇流排时应当关注它的热胀冷缩性能，判断其是否良好；在安装时中确保定位线夹的清洁程度。待完成汇流排安装完成后，负责人应做好相应的标记，以方便后期出现故障时的修理工作。
（3）工作部件要保证非常清洁，尤其是对于暴露在外特别容易受到污染的地方，必须做到定期清理。
2.2 异常磨耗防范措施
要解决异常磨耗问题第一步应使得设计和施工的质量控制得到保证，然后对于刚性接触网的布置进行考虑，精确的布置汇流排，保证刚性接触网达到正弦曲线设计的要求；也应该进行重点考虑分析受电弓和接触网两方面，可以调整接触网压力、选择优质受电弓滑板材质等。 采用彈性绝缘悬挂组件降低悬吊结构等刚性接触网，受电弓在运行中的上下震动不能得到缓冲和释放，所以应当根据线路与刚性悬挂安装具体情况采用不同的等效刚度。
还应该选择与接触网类型，相匹配的受电弓，在同一线路上最好使用同一种滑板，还应该对接触网进行精心施工和检修，接触网的安装精度要达到一定的高度。小范围进行调节，并且每一道的工序施工质量都应该进行严格控制。
2.3 接触网部件变形甚至脱落防范措施
做到对程序进行严格验收，并且对接触网各部件参数也要按照规范要求进行验收；同时加强对接触网参数的检测。
解决T型头螺栓松动脱落问题目前采用的是进行短期检修，对发现已经存在的偏转问题进行及时的紧固。这个方法治标不治本，要从根本上解决问题应平推紧固加强接触网螺栓螺母，不定期的进行抽查，摸索找出螺栓动态松动周期，从而保证各部件参数达到标准要求。如果有条件，应尽可能多地使用防松螺母垫片，槽钢垫片也应尽可能的采用弹性垫圈，T型头螺栓也应采用有插销孔的螺栓。为了使得螺纹栓能从根本上得到长期的紧固，应当减少零部件的数量从而减少连接点，除此之外应该对刚性悬挂振动能量的缓解和释放进行研究。
更换其中间的接头是目前解决螺纹滑牙采用的方法。但这个方法并不能从根本上解决问题，如果要解决根本问题，部件的材质以及连接工艺这两个方面应当进行重点考虑，从而得出能够改进的方法，电气性能达到要求的前提下，采用硬度高、耐磨性能好的材质来制造接触网的中间接头，另一种方法就是改进连接工艺，汇流排与中间接头之间，使得接头螺纹处的受力不过于集中，从而使螺纹受到较小的损坏。由于更换中间接头的办法工作量太大，给检修工人的工作带来了很大困难，所以在我国今后接触网的防范工作中后面两种方法十分值得去研究。
2.4 进行故障抢修，并且建立模型加强抢修演练
通过对上面几种故障问题的分析，进行总结归类后，建立故障模型，制定出相应的抢修方案，定期进行事故抢修演练，在遇到模型中的故障时，抢修速度可以得到加快，抢修任务得到尽快完成，减少其对地铁行车的影响，使地铁运行快速恢复。例如深圳地铁制定出的《刚性接触网系统应急抢修预案》等。
3 结束语
地铁接触网在轨道交通行业应用中有着一系列的优势，是地铁的灵魂，它在在地铁运行中占据着极其重要的地位，但是由于刚性接触网是架空接触网的一种，在我国的应用时间相对较短，不管是在设计施工上还是运营维护方面，都有着一定的不足，需要我们不断改进提高。伴随着地铁运营时间的延长，暴露出来了很多问题，这些问题给地铁的正常运行带来一定的不利影响。地铁刚性接触网的故障率要想降低，无论是在刚性接触网的设计上还是在是其应用中，地铁行业应进行经验的总结，对已经暴露出来的问题进行解决，对极有可能会出现的问题进行防范处理，做到防患于未然。
参考文献
[1]都市快轨交通，2006，19（4）：86.
[2]周国家.架空刚性悬挂汇流排窜动分析及解决方案浅析[J].科技传播，2012（5）：117～119.
[3]骆志勇.刚性接触网在运营中出现的问题及解决方案.
[4]浅析刚性接触网常见故障及防范措施.中国高新技术企业，2013，01.
[5]周 勇，赵 刚.探讨成都地铁刚性接触网如何有效减低故障率.科技资讯，2017，07.
收稿日期：2018-8-2
关键词：成都地铁；地铁刚性接触网；运行中的故障问题；降低故障率的措施
中图分类号：U226.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0157-02
引 言
随着我国社会的发展以及科技的进步，一种绿色交通工具出现在了我们的生活当中，那便是地铁。地铁因其快捷方便、省时无污染等特点在城市轨道交通发展中占据着重要地位。影响地铁运行的重要因素就是它的“灵魂”——地铁接触网系统，它一旦发生故障问题便会影响牵引供电系统运行，进而影响地铁的运营。因此可以说刚性接触网的工作状态及其质量将会直接影响到地铁的运输能力。我们在对地铁刚性接触网常见故障问题进行总结分析的同时，应该研究出处理这些故障问题的措施，达到降低刚性接触网的故障率的效果。
1 成都地铁在运营中刚性接触网出现故障问题
在国外的地铁界，架空刚性接触网已被大量采用，并取得了很好的效果。刚性接触网污染少，安全性能高，而且花费费用少，有明显的远期效益。但是由于其在我国使用时间不长，在长期的运营过程中，不可避免的出现了以下故障问题：
1.1 汇流排扭曲变形，接触网产生拉弧现象
刚性接触网的汇流排跨度较大，悬挂定位点多，所以如果有一个定位线夹一旦发生卡滞，列车受电弓在前行时，汇流排自身会因为环境气候的原因而产生热胀冷缩，这样的结果就是定位线夹与汇流排不在同一水平、定位线夹与汇流排接触面也不垂直等，在这些因素的多重挤压作用下，会使得汇流排扭曲变形，而且长期的运行，会使汇流排跨中，导致其中间接头出导高非正常，形成硬点，造成弓网关系不良，同时，若造成汇流排永久性变形，对设备恢复造成极大危害。
刚性接触网在绝缘错段关节处，刚性分段绝缘器处，汇流排中间接头处以及膨胀原件处容易产生拉弧现象。导致拉弧现象产生的原因十分复杂，并不能一概而论，但是影响其产生的主要因素有：弓网间动态接触压力，列车速度，接触线的材质以及硬点。
1.2 接触线拉弧易被烧毁
使用地铁刚性接触网时，各项设计如果不合理，或者选择了不恰当的刚性定位的线夹，汇流排的行走极其容易在某些程度上被阻碍，使得它的运行变得不流畅，最终造成卡槽支与接触线之间互相脱离，除此之外无论是电弓过分段还是锚段关节这些部位都太过粗糙，然后就会导致接触线的拉弧被烧毁。
最大程度地减少悬挂刚体的不平顺程度变化，这是受电弓能够良好受流的基础之一。可是在我们的运行过程中，悬挂刚体的刚度与挠度是决定连续不平顺度的主要性因素，在固定汇流排型号这个前提下，挠度与跨距的大小息息相关，在相当大的程度上影响对电流接受，而且是不利影响。
随着我国社会经济发展水平的提高和科学技术的进步，定位线夹的种类越来越多，迄今为止我国地铁设计主要是采用360°旋转定位线夹以及定位线夹和连接螺栓，在小曲线半径处使用没有旋转功能的刚性定位线夹，长期性的热胀冷缩反应后会致使汇流排变得运行不畅。加之，受电弓受到水平矢量的冲击时，汇流排的形状会被改变，但如果汇流排的形状上发生了改变，一定程度上会导致弓网接触不平顺，电弓离线拉弧受到不断的击打，使得拉弧被烧毁。
1.3 接触网某些部位磨耗异常
观察已投入使用的刚性接触网系统，发现他们普遍存在不均匀磨耗接触线，不規则磨耗受电弓，局部接触线的磨耗率较大等磨耗问题。
因为拉出值密度呈现出不规则的分布导致受电弓受到不规则磨耗；受电弓的滑板工作端部会因为与接触线相互接触较长的长度，所以会产生较大磨耗。
1.4 接触网零部件脱落或变形
由于接触网部件结构本身的问题以及其在长期运行过程中震动疲劳、施工质量等存在问题等，会造成零部件带病投入使用，这些因素都极有可能造成接触网部件发生变形甚至零部件脱落，例如：随着运行时间的增长，在弓网间纷杂的震动下汇流排接头可能会发生滑牙，定位线夹也有可能松落等
1.5 常见典型故障
结合成都地铁这几年地铁接触网的检修总结，加之近几年对国内国外一些城市地铁刚性接触网维修经验的研究，分析得出了地铁接触网的典型故障有：
（1）弓网故障：指接触网和受电弓两者不能进行正常的接触，如钻弓，打弓，剐弓等。
（2）电气联接方面故障：指接触网绝缘线索的烧伤，如电连接烧伤，接触网带电部分对接地体放电，以及一些绝缘设备绝缘性能的破坏。
（3）零部件损坏、老化、变形等引起的故障：在日常工作中要进行精密的检查，相对于较大的故障，应当启动相应的工程来整改工作。
2 降低地铁接触网故障率的防范举措
2.1 接触线和汇流排故障率降低的措施
（1）安装小曲率半径汇流排时应当采用360°旋转的定位线夹来卡滞汇流排，除此之外应当增加每天的巡视检查。
（2）在选择汇流排时应当关注它的热胀冷缩性能，判断其是否良好；在安装时中确保定位线夹的清洁程度。待完成汇流排安装完成后，负责人应做好相应的标记，以方便后期出现故障时的修理工作。
（3）工作部件要保证非常清洁，尤其是对于暴露在外特别容易受到污染的地方，必须做到定期清理。
2.2 异常磨耗防范措施
要解决异常磨耗问题第一步应使得设计和施工的质量控制得到保证，然后对于刚性接触网的布置进行考虑，精确的布置汇流排，保证刚性接触网达到正弦曲线设计的要求；也应该进行重点考虑分析受电弓和接触网两方面，可以调整接触网压力、选择优质受电弓滑板材质等。 采用彈性绝缘悬挂组件降低悬吊结构等刚性接触网，受电弓在运行中的上下震动不能得到缓冲和释放，所以应当根据线路与刚性悬挂安装具体情况采用不同的等效刚度。
还应该选择与接触网类型，相匹配的受电弓，在同一线路上最好使用同一种滑板，还应该对接触网进行精心施工和检修，接触网的安装精度要达到一定的高度。小范围进行调节，并且每一道的工序施工质量都应该进行严格控制。
2.3 接触网部件变形甚至脱落防范措施
做到对程序进行严格验收，并且对接触网各部件参数也要按照规范要求进行验收；同时加强对接触网参数的检测。
解决T型头螺栓松动脱落问题目前采用的是进行短期检修，对发现已经存在的偏转问题进行及时的紧固。这个方法治标不治本，要从根本上解决问题应平推紧固加强接触网螺栓螺母，不定期的进行抽查，摸索找出螺栓动态松动周期，从而保证各部件参数达到标准要求。如果有条件，应尽可能多地使用防松螺母垫片，槽钢垫片也应尽可能的采用弹性垫圈，T型头螺栓也应采用有插销孔的螺栓。为了使得螺纹栓能从根本上得到长期的紧固，应当减少零部件的数量从而减少连接点，除此之外应该对刚性悬挂振动能量的缓解和释放进行研究。
更换其中间的接头是目前解决螺纹滑牙采用的方法。但这个方法并不能从根本上解决问题，如果要解决根本问题，部件的材质以及连接工艺这两个方面应当进行重点考虑，从而得出能够改进的方法，电气性能达到要求的前提下，采用硬度高、耐磨性能好的材质来制造接触网的中间接头，另一种方法就是改进连接工艺，汇流排与中间接头之间，使得接头螺纹处的受力不过于集中，从而使螺纹受到较小的损坏。由于更换中间接头的办法工作量太大，给检修工人的工作带来了很大困难，所以在我国今后接触网的防范工作中后面两种方法十分值得去研究。
2.4 进行故障抢修，并且建立模型加强抢修演练
通过对上面几种故障问题的分析，进行总结归类后，建立故障模型，制定出相应的抢修方案，定期进行事故抢修演练，在遇到模型中的故障时，抢修速度可以得到加快，抢修任务得到尽快完成，减少其对地铁行车的影响，使地铁运行快速恢复。例如深圳地铁制定出的《刚性接触网系统应急抢修预案》等。
3 结束语
地铁接触网在轨道交通行业应用中有着一系列的优势，是地铁的灵魂，它在在地铁运行中占据着极其重要的地位，但是由于刚性接触网是架空接触网的一种，在我国的应用时间相对较短，不管是在设计施工上还是运营维护方面，都有着一定的不足，需要我们不断改进提高。伴随着地铁运营时间的延长，暴露出来了很多问题，这些问题给地铁的正常运行带来一定的不利影响。地铁刚性接触网的故障率要想降低，无论是在刚性接触网的设计上还是在是其应用中，地铁行业应进行经验的总结，对已经暴露出来的问题进行解决，对极有可能会出现的问题进行防范处理，做到防患于未然。
参考文献
[1]都市快轨交通，2006，19（4）：86.
[2]周国家.架空刚性悬挂汇流排窜动分析及解决方案浅析[J].科技传播，2012（5）：117～119.
[3]骆志勇.刚性接触网在运营中出现的问题及解决方案.
[4]浅析刚性接触网常见故障及防范措施.中国高新技术企业，2013，01.
[5]周 勇，赵 刚.探讨成都地铁刚性接触网如何有效减低故障率.科技资讯，2017，07.
收稿日期：2018-8-2